Antivenenos más efectivos contra la mordedura de serpientes peligrosas

Más de 5 millones de mordeduras de serpientes se producen cada año; la mortalidad que se alcanza por estos ataques es de alrededor de 100 mil muertes. Hasta el momento el único tratamiento disponible son los antivenenos, los cuales por lo general se desarrollan sólo contra el veneno de algunas especies.

Entre las especies más venenosas que se conocen se encuentran las de la familia de los elápidos, que viven en distintas regiones de Asia, América, África y Oceanía. Algunos de los más conocidos son los coralillos (Micrurus), las mambas (Dendroaspis), las cobras (Naja), las cobras negras del desierto (Walterinnesia), la cobra real (Ophiophagus) y serpientes marinas del género Hydrophis.

El veneno de estos elápidos tiene varios componentes, entre ellos las alfa neurotoxinas de cadena corta responsables de su alta toxicidad, que además juegan un papel muy importante durante el envenenamiento por mordedura de este tipo de serpientes.

Investigadores del Instituto de Biotecnología, dirigidos por el doctor Gerardo Corzo Burguete, diseñaron una neurotoxina de cadena corta útil para desarrollar antivenenos con mayor efectividad contra las alfa neurotoxinas y en general contra la mordedura de elápidos.

Entre los primeros estudios que realizaron describieron cuál era la estructura química de las alfa neurotoxinas de cadena corta de los venenos de elápidos de las distintas regiones mencionadas y encontraron que es muy parecida entre las diversas especies de elápidos, es decir, está integrada por 60 aminoácidos y sólo hay pocas diferencias entre éstos.

Estas pequeñas diferencias las reestablecieron diseñando una neurotoxina de consenso llamada ScNtx. Lo que hicieron los investigadores es que de toda la cadena de aminoácidos que integran la neurotoxina de estos venenos, algunos son iguales y otros no, y de los que no son iguales generaron una molécula que representara a todas ellas.

“Diseñamos la estructura primaria de esta proteína y en esos vacíos que quedaban introdujimos aminoácidos más inmunogénicos, los cuales intensifican la respuesta inmune al ser inoculados a caballos para así generar anticuerpos neutralizantes que son la base de los antivenenos”, explica el doctor Corzo Burguete.

Neurotoxina de consenso

Una vez que diseñaron la neurotoxina consenso, y como ésta no se encuentra en un animal vivo, los investigadores diseñaron el gen que va a producirla, con base en el código genético que traduce una secuencia de nucleótidos, y esta a su vez a una secuencia de aminoácidos que forma una proteína. Este gen sintético, se clonó en la bacteria Escherichia coli, la cual con su maquinaria biológica produjo la neurotoxina consenso ScNtx.

“Esta proteína no es tóxica para la bacteria, porque no tiene receptores para esta proteína, pero si es muy tóxica para mamíferos. Luego la bacteria puede producir a la ScNtx en su interior, y nosotros a su vez cosechamos bacterias para extraer a la ScNtx, purificarla y medir su actividad biológica. La estructura y actividad biológica de la ScNtx, fue comparable a las neurotoxinas del veneno de especies de elápidos de diferentes partes del mundo”, explica el universitario.

Una vez que comprobaron que el producto que sintetizaron biológicamente en bacterias era viable, es decir, biológicamente activo, decidieron utilizar esta proteína como un inmunógeno (molécula que induce una respuesta inmune) para generar anticuerpos propios en caballos.

“Una vez que uno cosecha una gran cantidad de células en reactores, purifica esta proteína lo mejor posible, mayor al 97%, y con ella se inoculan caballos, los cuales al tener esa proteína extraña en su cuerpo generan anticuerpos contra esta neurotoxina”, destaca.

Múltiples ventajas

Generalmente los antivenenos para elápidos se hacen con veneno completo y el trabajo que desarrollaron los investigadores del Instituto de Biotecnología consistió en crear anticuerpos con una sola proteína del veneno.

El doctor Corzo Burguete destaca que la ventaja es que cuando se utiliza una sola proteína en una concentración suficiente para que el sistema inmune del caballo la reconozca, empieza a fabricar anticuerpos contra eso. En cambio, cuando se inmuniza un caballo con una mezcla de proteínas, en el veneno hay mucha inconsistencia en las concentraciones y las otras proteínas del veneno distraen al sistema inmune del caballo para generar anticuerpos contra la neurotoxina.

“Lo que tratamos de hacer es quitar del veneno todas estas proteínas distractoras del sistema inmune del caballo y sólo utilizamos la proteína sintética para que el caballo responda a ésta, y una vez que produce anticuerpos contra la neurotoxina consenso ScNtx podemos extraerlos tomando sangre del caballo y posteriormente separando el suero. Después se hace una precipitación de algunos componentes del suero, y se obtienen anticuerpos de caballo que reconocen a la neurotoxina”.

Con esta proteína consenso se pueden generar anticuerpos para utilizarse como antivenenos para tratamientos de una persona mordida por elápidos de distintas regiones del mundo.

“Las proteínas neurotóxicas de venenos diseñadas sintéticamente pueden ser utilizadas como inmunógenos para generar anticuerpos, y estos a su vez constituir un antiveneno que puede sustituir o complementar venenos regionales”, explica.

Por ejemplo –explica– en la India tienen cobras que poseen distintas proteínas en su veneno, de las cuales algunas distraen el sistema inmune de los caballos y los antivenenos comerciales son bajos o deficientes en contrarrestar a esas neurotoxinas. Con esta tecnología, se pueden generar anticuerpos con un poder más neutralizante de neurotoxinas.

Esto evitaría en cierta manera la colecta de muchas serpientes, así como una distracción del sistema inmune del caballo y permitiría generar un compuesto que se puede hacer en un reactor, concluye el doctor Gerardo Corzo.