Diseñan mexicanos potente inmunógeno contra veneno de serpientes

Investigadores mexicanos diseñan una neurotoxina capaz de desarrollar o mejorar antivenenos para tratar las mordeduras de elápidos (serpientes de coral americanas, cobras asiáticas y mambas africanas) con mayor efectividad y mayor capacidad de neutralización. Esta estructura es capaz de utilizarse como inmunógeno para potenciar el efecto de los antivenenos, y ya cuenta con una patente lista para ser transferida.

De acuerdo con el doctor Gerardo Corzo Burguete, del departamento de Medicina Molecular y Bioprocesos del Instituto de Biotecnología de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y quien dirigió la investigación; “los antivenenos son fundamentales en la terapia contra las mordeduras de serpientes, y de otros animales venenosos. Particularmente en los venenos de elápidos (serpientes dotadas de dos colmillos situados en la parte delantera de la mandíbula) existen neurotoxinas, como las neurotoxinas tipo alfa de cadena corta, las cuales son altamente tóxicas, y desempeñan un papel importante en los procesos de envenenamiento por la mordedura de este tipo de serpientes”.

Dijo que los resultados de investigación y experimentación pueden ser consultados en la publicación del artículo “Horse immunization with short-chain consensus α neurotoxin generates antibodies against broad spectrum of elapid venomous species” disponible en la revista Nature communications.

Explicó que las neurotoxinas de cadena corta son poco inmunogénicas, es decir, cuando se inmuniza un caballo, u otro animal, con los venenos de elápidos, este produce anticuerpos contra las moléculas proteicas grandes, pero muy poco hacia las moléculas proteicas pequeñas (que son las neurotoxinas alfa de cadena corta); por ello los antivenenos o los anticuerpos están más enriquecidos para reconocer proteínas grandes, que también pueden ser tóxicas, pero no tan tóxicas como las proteínas pequeñas, las neurotoxinas alfa de cadena corta.

En México tenemos serpientes que son de tipo elápido, igual que en África, Asia y Oceanía. Las cobras, las mambas, que son serpientes mucho más grandes que las serpientes coralillo en América tienen estas alfa neurotoxinas, es un común denominador en todas estas serpientes venenosas de todo el mundo.

“Como todas las neurotoxinas de cadena corta se parecen en América, África, Asia y Oceanía, diseñamos una neurotoxina que tuviera las características de todas las neurotoxinas de cadena corta de todos los elápidos en el mundo”, sostuvo Corzo Burguete.

Añadió que la neurotoxina alfa de coralillo es una proteína pequeña de 60 aminoácidos, moléculas que son muy parecidas a las otras neurotoxinas de mambas o cobras, “por eso analizamos cómo era su estructura e hicimos un alineamiento estructural para saber cuáles son los aminoácidos que se repiten y cuáles no. Llegamos a un consenso estructural. Entonces, por ejemplo, una neurotoxina de un elápido como la mamba o una cobra, puede tener talvez 5 o 6 aminoácidos diferentes o diez aminoácidos diferentes a los aminoácidos que tiene la neurotoxina de una serpiente coral en América, entonces de esos 10 que son diferentes lo que hicimos fue tomar el aminoácido más representativo y construir una neurotoxina consenso”.

Por ello consideró que desde el punto de vista racional esta neurotoxina es artificial porque es propuesta por el humano, la cual se sintetizó mediante la expresión heteróloga, usando bacterias. “La neurotoxina alfa de cadena corta fue llamada ScNtx, la cual posteriormente fue utilizada para inmunizar caballos. Los anticuerpos generados en caballos, y después extraídos del suero pudieron neutralizar la letalidad de las neurotoxinas tipo alfa de cadena corta de venenos de elápidos de otros continentes, así como neutralizar los venenos neurotóxicos completos de ciertos elápidos de géneros como Micrurus, Dendroaspis, Naja, Walterinnesia, Ophiophagus e Hydrophis”.

El investigador Corzo Burguete recordó que estos hallazgos son resultado de cuatro años de investigación, gracias al trabajo de investigadores como Guillermo de la Rosa, Felipe Olvera, Irving Archundia, Bruno Lomonte y Alejandro Alagón, coautores del artículo.

Los resultados obtenidos en el laboratorio se podrán aplicar en beneficio de los pacientes mordidos por elápidos, quienes requerirán de menos ampolletas de anticuerpos. “Generalmente a una persona se le pone una ampolleta del antiveneno, y se espera a que el paciente responda, y si no lo hace se le agrega otra; y pueden dosificarse hasta 4 o 5 ampolletas, dependiendo de los síntomas de la persona mordida. El uso de varias ampolletas con proteínas (anticuerpos de caballo) puede ocasionar efectos colaterales, por ello lo que se busca con el hallazgo es el uso de menos ampolletas y una recuperación más rápida del paciente”.

Por último, dijo que el siguiente paso es incorporar estos anticuerpos a los antivenenos bajos en potencia contra elápidos. Estamos en busca de alguna empresa interesada en mejorar sus antivenenos.

Usan antiveneno mexicano países de África

Alejandro Alagón Cano, del Instituto de Biotecnología (IBt) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), quien es parte de la Alianza Internacional Antivenenos para África, indicó que como resultado de su investigación y la de su grupo de trabajo, desarrolló un antiveneno que actualmente se utiliza en siete países del continente africano.

Esta Alianza es integrada por la Sociedad Africana de Venenología y el Instituto de Inmunoquímica Farmacología de Venenos y Respuesta a Emergencias de la Universidad de Arizona, que tiene como principal objetivo enfrentar el desabasto de antivenenos para el tratamiento de mordeduras de serpientes en esa región del mundo.

El científico mexicano en su participación consiste en establecer qué venenos utilizar con el fin de obtener un antiveneno eficiente para tratar el envenenamiento por mordedura de diferentes serpientes. Algunos venenos de serpientes son similares en su composición, explicó, y esto permite que un antiveneno neutralice varios venenos.

Relató que tras diversas investigación consiguió el antiveneno mexicano que se utiliza en siete países de África y que es efectivo ante la ponzoña del 90% de las especies de serpientes del continente: a partir de un plasma hiperinmune producido por los caballos al inyectarles dosis crecientes de veneno o una mezcla de venenos, el cual contiene los anticuerpos que son la base de los antivenenos.

Durante el proceso de investigación, los especialistas midieron la producción de anticuerpos que los caballos generaron y también su capacidad neutralizante en los venenos de serpientes africanas de las familias de los vipéridos (víboras de los géneros Echis y Bitis) y de los elápidos (cobras y mambas) que se utilizaron para inyectar a los caballos, así como en otros venenos que no fueron parte de la mezcla con la que se inmunizó a los caballos.

Datos dados a conocer por la organización internacional Médicos sin Fronteras indican que cada año alrededor de cinco millones de personas son mordidas por serpientes; de estas, 125 mil personas mueren y 400 mil quedan discapacitadas o desfiguradas de manera permanente.

Este antiveneno es obtenido de la víbora Echis ocellatus, que ocasiona el 50% de las mordeduras que se presentan en la región denominada África subsahariana, esta, al igual que otras serpientes, inyecta su veneno dependiendo de diferentes factores (qué tan amenazada se siente, del tamaño de su presa o de su propio tamaño).

Para los médicos que tratan a los pacientes durante el desarrollo del envenenamiento —que se manifiesta con una sintomatología que toma horas e incluso días en presentarse— es complicado establecer la cantidad de veneno que la serpiente inyectó y por ende la dosis de antiveneno requerida.

Uno de los aspectos en los que el experto del IBt trabaja es determinar la dosis de antiveneno necesaria —de acuerdo con la cantidad de veneno que la serpiente inyecta— para tratar a un paciente. “Estamos trabajando con borregos de 50 o 60 kilos como modelo animal para ver los efectos del envenenamiento por mordedura de serpiente y simular lo que podría ocurrir en un humano, y con esta información establecer los criterios de las dosis que se tienen que utilizar en los pacientes”, dijo.

En estudios con borregos, los especialistas exploran las variaciones de los efectos tóxicos en función de la cantidad de veneno inyectado. Para ello controlan diversas variables, entre ellas la cantidad de veneno que se le inyecta al animal, en donde se le inyecta el veneno (por ejemplo, intramuscular) y el tiempo que pasa entre la inyección del veneno y la aplicación del antiveneno.

En general, si una persona llega pronto a un hospital tras ser mordido por una serpiente, el daño es menor comparado con el de un paciente que busca atención varias horas después, y esta es una variable que se aplica en el estudio con borregos. “Tomamos muestras en diferentes intervalos de tiempo de la sangre del animal e identificamos cómo llega el veneno desde el sitio de la inyección hasta la sangre, posteriormente se aplica el antiveneno para medir el efecto que tiene sobre los niveles de veneno”.

Si los investigadores aplican el antiveneno y luego de unas horas se presenta un repunte del veneno en la sangre de los borregos, significa que la dosis no fue suficiente para controlar la cantidad de veneno que se le inyectó al animal. “Si cruzamos estos datos con la experiencia clínica de los médicos en África, el ajuste de criterios para tratar un envenenamiento por mordedura de serpiente será cada vez más fino”.

Además de poder determinar las dosis de antiveneno que los médicos africanos pueden utilizar para tratar a los pacientes mordidos por serpientes, los estudios que realiza Alagón Cano se enfocan también en el efecto que tiene el veneno de E. ocellatus en la coagulación de la sangre de los mamíferos.