Los venenos de una serpiente y de una araña de la Amazonia poseen potencial farmacológico

El mapeo de las toxinas de la víbora llamada equis, mapanare o jergón y de una especie de tarántula revela la existencia de péptidos que, en el futuro, podrían generar nuevos medicamentos contra problemas cardiovasculares y el cáncer, aparte de sus posibles propiedades antibacterianas, antifúngicas y antivirales

Por André Julião  |  Agência FAPESP – Investigadores de la Universidad Federal de São Paulo (Unifesp), la Universidad de São Paulo (USP) y el Instituto Butantan, con el apoyo de la FAPESP, identificaron en los venenos de una serpiente y de una araña del norte de Brasil una serie de péptidos –pequeños fragmentos de proteínas– con potencial farmacológico para combatir condiciones cardíacas, bacterias, hongos, virus y el cáncer, entre otros problemas.

El estudio del veneno de la serpiente, la víbora conocida como equis, mapanare o jergón (Bothrops atrox), salió publicado en el Journal of Venomous Animals and Toxins including Tropical Diseases. Esta especie es la responsable de la mayor parte de los accidentes ofídicos en la región norte de Brasil.

La araña es una especie de tarántula también de la región amazónica: la Acanthoscurria rondoniae [el nombre científico de la especie hace referencia al estado norteño de Rondônia, en Brasil]. El trabajo sobre sus toxinas salió publicado en la revista Frontiers in Pharmacology.

“Encontramos 105 péptidos [pequeños fragmentos de proteínas] en el veneno de la equis y 84 nuevas toxinas expresadas en las glándulas de veneno de la araña, muy poco estudiada hasta ahora. Hay varios estudios sobre esta especie de serpiente, pero no en ese nivel de detalle de los péptidos, que son moléculas pequeñas, con pocos aminoácidos, lo cual facilita la síntesis de aquellas que parezcan más interesantes”, explica Alexandre Tashima, docente de la Escuela Paulista de Medicina de la Universidad Federal de São Paulo (EPM-Unifesp) y coordinador de los estudios, que integran un proyecto apoyado por la FAPESP.

Los venenos animales son conocidos por su gran potencial biotecnológico. Las serpientes del género Bothrops, por ejemplo, poseen toxinas ricas en los denominados péptidos potenciadores de la bradicinina, que en el pasado originaron medicamentos para el control de la presión arterial como el captopril, proveniente de péptidos de la yarará (Bothrops jararaca).

La empresa estadounidense Vestaron, por ejemplo, transformó el veneno de una especie australiana de arácnido (Hadronyche versuta) en un biopesticida, que paraliza a insectos perjudiciales para los cultivos sin afectar a las abejas, las aves y los mamíferos.

En el estudio actual con la víbora equis, los investigadores apuntaron a diferenciar el veneno de las hembras y el de los machos, analizando cuatro ejemplares de cada sexo. La hipótesis indicaba que las hembras podrían tener diferencias en la composición del veneno, toda vez que son mayores y que los estudios ya han demostrado que el mismo es más potente, quizá por razones evolutivas.

“Dependiendo del lugar en donde viven y de las presas que tienen a disposición, las serpientes pueden tener diferencias en la composición del veneno, aun dentro de una misma especie. En el caso de las hembras, dado que deben proteger sus huevos, puede ser que esto haya favorecido una selección de formas más potentes de toxinas”, dice Tashima.

Y confirmando esta hipótesis, el actual estudio –mediante la aplicación de la técnica de espectroscopía de masas– demostró que las hembras poseen una mayor abundancia de desintegrinas, péptidos conocidos por unirse a proteínas presentes en las plaquetas de la sangre. Otra hipótesis que los investigadores plantearon indica que las desintegrinas de las yararás hembras pueden interferir aún más en la coagulación sanguínea que las de los machos. No obstante, aún habrá que probar esta posibilidad. A una de las nuevas desintegrinas se la caracterizó y se le asignó el nombre de BATXDIS1.

Este estudio mostró también en machos y hembras una diversidad de péptidos potenciadores de la bradicinina (BPP, por sus siglas en inglés), además de los ya conocidos en otras especies. Seis de los 14 BPPs hallados son nuevas moléculas, que podrán estudiarse en el futuro y dar origen a nuevos tipos de fármacos para la hipertensión arterial, por ejemplo.

La tarántula de Rondônia

Mientras que las serpientes poseen grandes glándulas venenosas, que producen una cantidad suficiente de veneno como para efectuar caracterizaciones e incluso para probar su acción, las arañas producen cantidades pequeñas. En este sentido, las herramientas computacionales recientes facilitaron bastante el estudio.

Después de caracterizar el veneno de la A. rondoniae en el laboratorio por diversas técnicas, los investigadores remitieron las secuencias obtenidas a bancos de datos gratuitos. Las herramientas computacionales efectúan comparaciones con lo que ya ha sido caracterizado y que se encuentra registrado en dichos repositorios.

Entre las 84 toxinas analizadas se encontraron semejanzas con otras que poseen efectos bactericidas, anticancerígenos, antifúngicos y antivirales. Se identificaron siete nuevos péptidos ricos en cisteína (CRP, por sus siglas en inglés). Los CRP son comunes en las toxinas de arañas y poseen conocidos efectos en canales iónicos y contra bacterias. Aparte de ellos, otro péptido cuenta con potencial no solo bactericida sino también antifúngico.

Algunos de los CRP poseen también una gran similitud con otros péptidos, de otros animales que ya mostraron resultados prometedores contra virus. Dos CRP y cuatro péptidos menores exhibieron también potencial contra células tumorales.

Los científicos remarcan que estos resultados son tan solo indicativos de potenciales actividades biológicas. Para confirmar dicha acción, deberán realizarse trabajos experimentales en modelos celulares y animales, el próximo paso de la investigación.

“Este estudio muestra también lo poco que conocemos de nuestra biodiversidad, la más grande del mundo, tanto desde el punto de vista biológico y ecológico como farmacológico y biotecnológico. Moléculas como estas pueden explotarse de manera sostenible. Estamos perdiendo muchas especies sin ni siquiera conocerlas”, culmina Tashima.

Puede accederse a la lectura del artículo intitulado Comparative gender peptidomics of Bothrops atrox venoms: are there differences between them?, de Adriana Simizo, Eduardo S. Kitano, Sávio S. Sant’Anna, Kathleen Fernandes Grego, Anita Mitico Tanaka-Azevedo y Alexandre K. Tashima, en este vínculo: dx.doi.org/10.1590/1678-9199-jvatitd-2020-0055. 

Y puede leerse el artículo intitulado A Multiomics Approach Unravels New Toxins With Possible In Silico Antimicrobial, Antiviral, and Antitumoral Activities in the Venom of Acanthoscurria rondoniae, de Guilherme A. Câmara, Milton Y. Nishiyama-Júnior, Eduardo S. Kitano, Ursula C. Oliveira, Pedro I. da Silva Júnior, Inácio L. Junqueira-de-Azevedo y Alexandre K. Tashima, en el siguiente enlace: www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphar.2020.01075/full.