· El doctor Lourival Possani y su grupo determina por qué mata, cómo se origina el desarreglo de información intracelular, que produce manifestaciones clínicas que pueden llevar a la muerte

· Desde hace más de dos décadas, en el Instituto de Biotecnología trabajan en la obtención de una vacuna contra la toxina de esos artrópodos, y en la mejora de los antivenenos existentes

Con el propósito de conocer el funcionamiento de la estructura de las toxinas del veneno del alacrán y atender mejor a las cerca de 250 mil personas que cada año son víctimas de los piquetes de ese animal, en el Instituto de Biotecnología (IBt) de la UNAM, el grupo científico encabezado por el doctor Lourival Domingos Possani Postay, investiga al artrópodo.

Del total de casos por picaduras atendidos en los hospitales mexicanos algunas centenas tienen consecuencias fatales. Por ello, desde hace más de dos décadas, los universitarios trabajan en la obtención de una vacuna.

En la entidad con sede en Cuernavaca, Morelos, se estudian las sustancias que causan problemas de salud pública al inocularse. “Aislamos el componente, determinamos la estructura química, vemos cómo están enlazados los aminoácidos que componen los polipéptidos o toxinas, y cómo están enrollados en el espacio, es decir, su estructura tridimensional”, precisó el especialista.

Se determina, por medio de modelos en laboratorio, su función, por qué el veneno mata, cómo se origina el desarreglo de información intracelular, el cual produce problemas respiratorios, edema pulmonar, paro cardiaco (expresión máxima de una insuficiencia en la función musculatoria del corazón) o alguna manifestación clínica que puede desembocar en la muerte, adelantó.

En el laboratorio del doctor Possani Postay se cuenta con sistemas de cultivo de células que expresan a receptores o moléculas blanco de acción de compuestos nocivos, y que en el caso de los escorpiones son proteínas de canales iónicos. Han determinado que afectan el funcionamiento de esos conductos de membranas excitables, sobre todo de nervios y músculos. De ahí el daño producido, explicó.

Otra vertiente de ese grupo científico es la clonación de genes. “Extraemos a los mensajeros (RNA mensajero), hacemos un banco de CDNA (DNA complementario) y por varias metodologías intentamos aislar los genes que codifican para las toxinas”, dijo.

Los universitarios saben, primero, cuántos componentes tiene el veneno –entre 70 y 100 y hasta 200, de acuerdo con la especie–, cuál es su peso molecular y estructura, así como su función.

Al respecto, Lourival Possani señaló que no conocen la conformación de todos, sino de grupos representativos parecidos que afectan a cierto tipo de moléculas, como los canales iónicos de sodio o potasio. “Tenemos purificados y estudiados alrededor de 300 péptidos de diferentes alacranes y sabemos grosso modo, cuál es la estructura que los caracteriza”.

Una vez conocida su tarea y con los genes clonados en sistemas heterólogos (diferente al organismo natural, en este caso los escorpiones son reemplazados por la bacteria Escherichia coli), se intentan producir en laboratorio para usarlos en la fabricación de antivenenos. “Esa es la parte médica relacionada con nuestro trabajo”, reconoció.

Abundó que es posible hacer estudios de estructura-función; se pueden modificar los genes o aminoácidos y obtener, mediante mutación dirigida, variantes de toxinas que mimetizan a las naturales. Podría pensarse en una cadena de 30 o 60 eslabones, en este caso toxinas que reconocen a las de potasio y sodio, y modificarlas para determinar qué pasa con la función.

En el Aracnario del IBt, recién inaugurado, se cuenta con una sección dedicada a los alacranes, donde pronto se comenzará a trabajar en la extracción del veneno. En ese lugar, se almacenarán 10 mil o 15 mil de esos artrópodos para continuar los estudios.

Refirió que después de obtener la ponzoña, se separa por su peso molecular y después por intercambio iónico o por cromatografía líquida de alta presión, para analizar su estructura química. “También se hace un análisis de aminoácidos y se determina su secuencia peptídica por medio de la degradación automática de Edman o por espectrometría de masas”.

Este último permite determinar la masa molecular de pétidos/toxinas de bajo peso molecular, aunque el Instituto está por adquirir otro instrumento automatizado, para un mayor número de muestras con pesos más elevados. Asimismo, el laboratorio tiene a su disposición un analizador y un secuenciador de aminoácidos, junto con cromatógrafos líquidos de alta presión para separar los componentes de sustancias dañinas, reveló.

Para la clonación se cuenta con un secuenciador de ADN para determinar la ubicación de los nucleótidos. Además, con lo necesario para la síntesis de toxinas, o sea, para “pegar” de forma química un aminoácido con otro, de acuerdo con las secuencias determinadas, lo cual podría servir para desarrollar vacunas.

De ese modo, resumió Possani Postay, a partir del animal vivo podemos sacar el veneno, separar sus componentes, identificar la masa, determinar la estructura primaria, sintetizar los péptidos, clonar, expresar y modificar genes y precisar su función.

Respecto a la posibilidad de obtener una inmunización, reconoció que luego de años de trabajo y de conseguir cientos de péptidos, no se ha podido sintetizar una que proteja contra efectos tóxicos. En los ratones inmunizados se provocaron defensas, pero continuaron siendo sensibles a su exposición.

Se utilizaron estrategias parecidas a las emprendidas para obtener otras vacunas (en contra de virus y bacterias), pero no funcionaron porque el péptido producido, sintético, no tiene la misma estructura que el natural y genera anticuerpos que no neutralizan el efecto, y peor aún, protege al veneno en el organismo y lo torna sensible.

“Los anticuerpos generados reconocen las toxinas, pero no tienen ni la afinidad ni el encaje molecular que los haga protectores; al contrario, al ‘pegarse’ a las toxinas de manera insuficiente, evitan que las proteasas endógenas las degraden o que el sistema immune las elimine”, alertó.

Por ello inició el estudio de la clonación de genes y expresión heteróloga para, en una primera fase, conseguir mejores antídotos, ante la imposibilidad de conseguir hasta ahora una vacuna efectiva.

Sin embargo, en el mismo laboratorio, liderado por Baltazar Becerril, se consiguió el desarrollo de anticuerpos humanos, capaces de neutralizar las toxinas de la ponzoña, lo que abre la posibilidad de obtener antivenenos de cuarta generación, que disminuirían los efectos colaterales de los actuales.

“Las perspectivas futuras son halagüeñas y tengo la esperanza de que ayudaremos a resolver, de forma más adecuada, el problema del alacranismo en México”, finalizó.

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Cada año se registran en México más de 250 mil picaduras de alacranes, de las cuáles algunas centenas tienen consecuencias fatales. El grupo de Lourival Possani en la UNAM trabaja en la obtención de una vacuna contra la toxina de esos artrópodos.

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En el Instituto de Biotecnología de la UNAM, Lourival Possani y su grupo estudian la clonación de genes y expresión heteróloga para contar con mejores antivenenos en caso de picaduras de alacrán.