Descubren en veneno de alacrán efectos antibióticos para tratar infecciones humanas

Por María Luisa Santillán, Ciencia UNAM-DGDC

Dos componentes extraídos del veneno del alacrán Diplocentrus melici tienen un efecto antibiótico contra microorganismos como Mycobacterium tuberculosis, causante de la tuberculosis y Staphylococcus aureus, que provoca la mayoría de las infecciones por estafilococos en la piel y en los huesos.

Además, el componente que es más efectivo para Mycobacterium tuberculosis también funciona como inhibidor del crecimiento de células cancerígenas. Estos hallazgos recientemente fueron reportados en una revista de investigación.

Los descubrimientos descritos son producto de años de investigación que realizan el doctor Lourival Possani y sus colaboradores del Instituto de Biotecnología de la UNAM.

El doctor Possani narra que hace casi dos décadas detectó por primera vez que había un alacrán cuyo veneno adquiría un color entre café y marrón al ser extraído y dejarlo cierto tiempo expuesto al aire. Hace dos años, nuevamente, volvieron a obtener ese veneno del alacrán Diplocentrus melici, y empezaron a verificar por qué el líquido, que inicialmente era incoloro y viscoso, se tornaba colorido.

“Normalmente el veneno de los alacranes lo que tiene son péptidos y proteínas, o sea, desde el punto de vista químico son polímeros de aminoácidos que se enlazan uno a otro para formar la cadena polipeptídica y las proteínas son eso, son un producto de la polimerización de aminoácidos”, explica.

Sin embargo, agrega, la mayoría de los componentes descritos en el veneno de los alacranes con importancia farmacológica son de origen protéico, es decir, son polímeros de aminoácidos, y precisamente descubrieron que el compuesto que da color no tenía aminoácidos.

Trabajo de colaboración

El alacrán Diplocentrus melici fue colectado en el estado de Veracruz, aunque alacranes del género Diplocentrus pueden encontrarse por toda la República mexicana. Lo primero que hicieron con su veneno fue analizar el colorante que se obtenía después de dejarlo un tiempo bajo condiciones ambientales. De esta mezcla coloreada, se aislaron dos compuestos, uno rojo y otro azul, los cuales se purificaron usando cromatografía.

Los investigadores detectaron que eran de bajo peso molecular, que no tenían aminoácidos y que podrían servir como antibiótico para ciertos microorganismos como el Staphylococcus aureus.

Además, con apoyo del doctor Richard Zare, de la Universidad de Stanford, analizaron estos compuestos con espectroscopia de masas y resonancia nuclear magnética para determinar cuál era su composición química.

Asimismo, dado que la cantidad de veneno que se extrae de ese alacrán es muy pequeña y que la SEMARNAT no permite colectar demasiados ejemplares para tener cantidades suficientes de veneno y realizar un estudio funcional, el equipo de trabajo del doctor Zare sintetizó ambos componentes.

“Ya con el producto sintético que ellos me mandaron confirmamos la estructura química en el Instituto de Química por difracción de rayos X, porque nos mandaron el material cristalizado, los componentes cristalinos y vimos que exactamente era la estructura esperada, descrita y entonces empezamos a realizar análisis más cuidadosos”, señala el doctor Possani, ganador del Premio Nacional de Ciencias y Artes en 1995 y 2016.

Posteriormente, y gracias a una colaboración con el doctor Rogelio Hernández Pando, del Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición “Salvador Zubirán”, encontraron que el componente azul afectaba a Mycobacterium tuberculosis, la bacteria que causa la tuberculosis humana.

Se verificó que el componente azul era más efectivo y que tenía una efectividad en la inhibición de crecimiento de los cultivos de la bacteria, equivalente a la isoniazida, el antibiótico preferencial para el tratamiento de tuberculosis.

Además, el grupo del doctor Hernández Pando realizó un experimento in vivo con ratones a los cuales se les indujo la enfermedad y durante dos meses les inyectó el componente azul directamente en los pulmones. Posterior a este tiempo, se encontró que el tratamiento había sido satisfactorio.

“Esto abre un gran panorama, porque en verdad encontramos un nuevo antibiótico que cura cepas resistentes a los otros antibióticos y se puede inyectar directamente en el pulmón. Yo considero que eso es un hallazgo muy importante y ojalá que alguna compañía farmacéutica quiera hacer los experimentos clínicos en humanos y que esto pueda servir realmente a ayudar al control de la tuberculosis que es una enfermedad muy terrible”.

Identificar el precursor

Los componentes rojo y azul que se encontraron en el veneno del alacrán, además de que químicamente son distintos, también funcionan de manera diferente. Los ingredientes que provocan que cambien de color se conocen como benzoquinonas y la diferencia es que el componente rojo y el azul difieren en el contenido de átomos de oxígeno y azufre.

Las sustancias coloridas no existen como tal en el veneno del alacrán, sino que éste tiene un precursor, es decir, una molécula que en presencia de aire se oxida y forma las moléculas cuyas estructuras químicas se identificaron.

El investigador destaca que hasta el momento no saben por qué el veneno forma estas sustancias.  Probablemente, dijo, el origen sea un mecanismo de protección contra bacterias y otros organismos. Cabe señalar que la especie de alacrán productora del veneno  analizado no es peligroso para el humano.

Además de que justamente el hecho de que sea un precursor y no se encuentre propiamente en el veneno del alacrán es lo que ha permitido que sometan a patente este proceso, ya que no se patentaría un producto natural, sino un derivado que ocurre por una modificación química del precursor que está dentro el alacrán.

• En México hay 281 especies de alacranes descritas hasta el momento, de las cuales alrededor de 20 se trabajan en el laboratorio que dirige el doctor Possani, en donde se trata de identificar su estructura química y su función.

• A lo largo de varias décadas de investigación con el veneno de estos animales, su grupo de investigación ha detectado qué función tiene, identificado si mata ratones o insectos, si tiene acción como antibiótico, si posee alguna acción moduladora del espacio inmune o si es eficiente para controlar ciertos parásitos como la malaria, entre otros aspectos.

• El veneno de los alacranes está integrado de compuestos extremadamente complicados; hay más de 100 componentes diferentes y cada especie de alacranes tiene su conjunto de proteínas, péptidos y otros componentes, con funciones farmacológicas muy importantes. 

• El alacrán existe en la Tierra desde hace más de 350 millones de años, tiempo durante el cual ha podido desarrollar distintos componentes y mecanismos de evolución para su beneficio, ya sea para defenderse de los depredadores o para cazar y poder alimentarse. 

Aquí la publicación original: https://ciencia.unam.mx/leer/885/veneno-de-alacran-como-tratamiento-de-infecciones-humanas