Un equipo de científicos diseña un potente anticuerpo que protege contra una gran variedad de venenos de serpientes consideradas letales.
Un nuevo y potente antídoto aviva la esperanza de dar por fin con una solución universal para curar el veneno de las serpientes venenosas. Estas suponen un grave problema de salud en muchas partes del mundo, especialmente en áreas rurales y tropicales donde la atención médica puede ser limitada. El impacto es particularmente grave en los países de ingresos bajos y medianos del África subsahariana y Asia.
Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), cada año ocurren entre 81.000 y 138.000 fallecimientos debido a las picaduras de estos ofidios. Además, alrededor de tres veces esa cantidad de personas sufren graves secuelas y discapacidades permanentes, como la amputación de miembros, debido a las complicaciones fisiológicas que los venenos ocasionan en el organismo.
Es importante destacar que estas cifras pueden variar de un año a otro, y dependen de múltiples factores, como son la disponibilidad de antivenenos, la accesibilidad a la atención médica, y la distribución geográfica de las serpientes venenosas. Las 10 serpientes más venenosas del mundo se hallan principalmente en Australia, África y Asia, y también en Norteamérica.
Los venenos de serpiente son una mezcla de decenas e incluso cientos de compuestos
La OMS ha reconocido el envenenamiento por mordedura de serpiente como una enfermedad tropical desatendida u olvidada, lo que subraya la necesidad de optimizar la prevención, el tratamiento y la educación en las comunidades afectadas, así como la mejora de los antivenenos por parte de los científicos.
No hay que olvidar que los venenos de serpiente son una mezcla de decenas e incluso cientos de compuestos que atacan a las células nerviosas, impiden la coagulación de la sangre, lesionan los vasos sanguíneos y destrozan los tejidos de todo el organismo.
Es por ello por lo que los toxicólogos aspiran a desarrollar un antídoto universal que evite la mayoría de las muertes causadas por la picadura de serpiente. En este sentido, la ciencia está de enhorabuena.
Un anticuerpo sintético neutraliza una neurotoxina presente en diferentes especies de serpientes ponzoñosas de varios continentes
Un equipo de investigadores del Scripps Research, un centro de investigación médica con sede en San Diego (EE. UU.), ha diseñado un anticuerpo sintético que sirve para curar el veneno de las serpientes venenosas, neutralizando una neurotoxina clave en diferentes serpientes ponzoñosas de Asia, África y Australia.
En un estudio publicado en la revista Science Translational Medicine, sus autores aseguran que el nuevo anticuerpo fue capaz de proteger a ratones del veneno normalmente mortal de serpientes como la mamba negra (Dendroaspis polylepis) y la cobra real (Ophiophagus hannah).
Los científicos utilizaron versiones producidas en el laboratorio de las neurotoxinas que contienen los venenos de estos ofidios para examinar miles de millones de anticuerpos humanos diferentes e identificar uno que pudiera bloquear la actividad de estas sustancias químicas que atacan al sistema nervioso.
No hay que olvidar que un anticuerpo es una proteína compleja utilizada por el sistema inmunológico para identificar y neutralizar agentes patógenos, como bacterias, virus y otros microorganismos extraños para el cuerpo. Los anticuerpos son producidos por las células B, un tipo de glóbulo blanco, como respuesta a la exposición a antígenos, esto es, sustancias que el cuerpo reconoce como extrañas.
Más de 100.000 personas al año, sobre todo en Asia y África, mueren por la mordedura accidental de una serpiente
«El anticuerpo que hemos aislado actúa contra una de las principales toxinas que se encuentran en numerosas especies de serpientes y que contribuye a decenas de miles de muertes cada año —dice Joseph Jardine, profesor de Inmunología y Microbiología en el Scripps Research y uno de los autores de la investigación. Y añade—: Esto podría ser increíblemente valioso para las personas que viven en países de ingresos bajos y medios limitados que soportan la mayor carga de muertes y lesiones por mordeduras de serpiente».
Jardine nos recuerda que más de 100.000 personas al año, sobre todo en Asia y África, mueren por la mordedura accidental de una serpiente, lo que la convierte en más mortífera que la mayoría de las enfermedades tropicales desatendidas.
Los antivenenos actuales se producen inmunizando a animales con la ponzoña de la serpiente contra la que nos queremos proteger, y, por lo general, cada antídoto solo funciona contra una única especie de ofidio. Esto significa que hay que fabricar muchos antídotos diferentes para tratar las mordeduras de serpiente en las distintas regiones del planeta.
La mordedura de una serpiente es una carrera contrarreloj para salvar la vida del paciente
Además, debido a que estos antídotos están elaborados a partir de proteínas animales, existe el riesgo de que provoquen reacciones inmunitarias adversas al ser administrados en los pacientes. Entre ellas, una anafilaxia potencialmente mortal.
Es por ello por lo que los médicos suelen esperar a que la persona mordida por una serpiente desarrolle síntomas para administrarle el antídoto, a sabiendas de que «cualquier mordedura de serpiente es una carrera contrarreloj: cuanto más rápido se aplique el antídoto, mejor será el resultado clínico», afirma en la revista Science Andreas Laustsen-Kiel, toxicólogo de la Universidad Técnica de Dinamarca.
Jardine y sus colegas tienen una dilatada experiencia con anticuerpos. Ya habían estudiado cómo los anticuerpos ampliamente neutralizantes contra el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) pueden funcionar de manera eficaz si se dirigen a zonas del virus que no pueden mutar. Esto es, que permanecen estables a lo largo del tiempo.
El virus del VIH enseña a los científicos cómo atacar a las ponzoñas de las serpientes
Enseguida se dieron cuenta de que el reto de encontrar un antídoto universal contra las mordeduras de serpiente era similar a su búsqueda de una vacuna contra el VIH. Del mismo modo que las proteínas de este virus, que evolucionan rápidamente, muestran pequeñas diferencias entre sí, los distintos venenos de serpiente tienen suficientes variaciones en su composición como para que un anticuerpo que se une a uno de ellos para neutralizarlo no lo haga, por lo general, con el resto.
Pero al igual que el VIH, las toxinas de las serpientes también conservan en su estructura química regiones inmutables, y un anticuerpo dirigido a ellas podría funcionar contra todas las variantes de una toxina específica.
En el nuevo trabajo, los investigadores aislaron y compararon las proteínas del veneno de diversos elápidos, una importante familia de serpientes venenosas que habitan en regiones tropicales y subtropicales de todo el mundo y que incluye mambas, cobras y búngaros y kraits.
Con el foco en la toxina de tres dedos
El equipo de Jardine se topó con que un tipo de proteína, denominada toxina de tres dedos (3FTx), presente en todas las ponzoñas elápidas, contenía pequeñas secciones de aspecto similar en las distintas especies de serpiente. Además, las proteínas 3FTx se consideran altamente tóxicas, ya que son capaces de paralizar todo el cuerpo. Esto las convierte en una diana terapéutica ideal.
Con el objetivo de descubrir un anticuerpo que bloqueara a las 3FTx, los investigadores crearon una plataforma innovadora que introducía los genes de dieciséis 3FTx diferentes en células de mamífero, las cuales producían las toxinas en el laboratorio.
A continuación, Jardine recurrió a una biblioteca con más de 50.000 millones de anticuerpos humanos diferentes y probó cuáles de ellos se unían a la proteína 3FTx del krait con muchas bandas de Taiwán (Bungarus multicinctus), que tiene más similitudes con otras proteínas 3FTx. Así se logró reducir la búsqueda a unos 3.800 anticuerpos.
Un anticuerpo llamado 95Mat5 funciona con diferentes especies de serpiente venenosa
Tras esta acotación, los investigadores del Scripps Research analizaron dichos anticuerpos para ver cuáles reconocían también otras cuatro variantes de la 3FTx. De los treinta anticuerpos identificados en ese análisis, uno destacaba por tener las interacciones más fuertes entre todas las variantes de la toxina: un anticuerpo llamado 95Mat5.
«Pudimos ampliar un porcentaje muy pequeño de anticuerpos que tenía reactividad cruzada para todas estas toxinas diferentes —dice Irene Khalek, científica del Scripps Research y primera autora del nuevo artículo. Y continúa—: Esto solo fue posible gracias a la plataforma que desarrollamos para examinar nuestra biblioteca de anticuerpos contra múltiples toxinas en paralelo».
Jardine, Khalek y sus colegas probaron el efecto de 95Mat5 en ratones a los que les inyectaron toxinas del krait con muchas bandas de Taiwán, la cobra de monóculo (Naja kaouthia), la mamba negra (Dendroaspis polylepis) y la cobra real. En todos los casos, los roedores que recibieron simultáneamente una inyección de 95Mat5 no solo estuvieron protegidos de una muerte segura, sino también de la parálisis.
En España viven tres especies de víboras
Cuando los investigadores estudiaron exactamente por qué el 95Mat5 era tan eficaz para bloquear las variantes 3FTx, descubrieron que el anticuerpo imitaba la estructura de la proteína humana a la que suele unirse el 3FTx. Curiosamente, los anticuerpos de amplia acción contra el VIH que Jardine había estudiado anteriormente también funcionan imitando una proteína humana.
«Es increíble que para dos problemas completamente distintos, el sistema inmunitario humano haya convergido en una solución muy similar —afirma Jardine. Y continúa—: También fue emocionante comprobar que podíamos fabricar un anticuerpo eficaz de forma totalmente sintética: no inmunizamos para ello a ningún animal ni utilizamos serpientes».
Aunque el 95Mat5 es eficaz contra el veneno de todos los elápidos, no bloquea el veneno de las víboras, el segundo grupo de serpientes venenosas con casi un centenar de especies. En España contamos con tres especies: la víbora hocicuda (Vipera latasti), la víbora de Seoane (Vipera seoanei) y la víbora áspid (Vipera aspis), la más venenosa de todas ellas.
El equipo de Jardine busca ahora anticuerpos ampliamente neutralizantes contra otra toxina de los elápidos y dos toxinas de víboras. Sospecha que la combinación de 95Mat5 con estos otros anticuerpos podría proporcionar una amplia cobertura contra muchos —o todos— los venenos de serpiente.
«Creemos que un cóctel de estos cuatro anticuerpos podría funcionar como antídoto universal contra cualquier serpiente del mundo de interés médico», concluye Khalek.
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