Ciencia y Tecnología

Un nuevo anticuerpo nos acerca a desarrollar un antídoto universal contra el veneno de todas las serpientes

Simón Townsley

Este miércoles los científicos del Instituto Scripps Research (California, EEUU) han hecho público un interesante hallazgo a través de un artículo publicado en la revista científica Science Translational Medicine. Se trata de un anticuerpo que han conseguido desarrollar, que es capaz de bloquear los efectos de las toxinas letales de los venenos de una amplia variedad de serpientes que se encuentran en África, Asia y Australia. Un avance de por sí muy relevante, pero que además representa un gran paso para crear un antídoto universal eficaz contra el veneno de todas las serpientes del planeta.

El nuevo anticuerpo logró proteger a los ratones del veneno normalmente mortal de serpientes como la mamba negra o la cobra real. En sus investigaciones, los científicos examinaron miles de millones de anticuerpos humanos diferentes e identificaron uno que puede bloquear la actividad de las toxinas. 

"Este anticuerpo 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. Esto podría ser increíblemente valioso para las personas de los países de ingresos bajos y medios, que tienen el mayor número de muertes y lesiones por mordeduras de serpiente", aseguró Joseph Jardine, profesor asistente de inmunología y microbiología en Scripps Research y autor principal del estudio.

En concreto, más de 100.000 personas al año mueren envenenados a causa de la mordedura de una serpiente, sobre todo en Asia y África. Por poner en contexto, esto hace que las serpientes sean más mortales que la mayoría de las enfermedades tropicales desatendidas. Los antídotos actuales se producen inmunizando animales con veneno de serpiente y, por lo general, cada uno de ellos sólo funciona contra una única especie de serpiente. Así que, si seguimos ese sistema, habría que fabricar muchos antídotos distintos para tratar las mordeduras de serpientes en las diferentes regiones.

Un problema parecido al del VIH

Jardine y su equipo ya habían estudiado hasta qué punto pueden funcionar los anticuerpos neutralizantes contra el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) al atacar áreas del virus que no pueden mutar. Y se dieron cuenta de que el desafío de encontrar un antídoto universal contra las serpientes era similar a su búsqueda de una vacuna contra el VIH.

Y es que, al igual que las proteínas del VIH que evolucionan rápidamente muestran pequeñas diferencias entre sí, los diferentes venenos de serpiente tienen suficientes variaciones como para que un anticuerpo que funciona para uno no funcione para el resto. Pero, como con el VIH, las toxinas de las serpientes también tienen regiones conservadas que no pueden mutar, y un anticuerpo dirigido a ellas podría funcionar contra todas las variantes de esa toxina.

En el nuevo estudio, los investigadores aislaron y compararon proteínas venenosas de una variedad de elápidos, un grupo importante de serpientes venenosas que incluye mambas, cobras y kraits. Descubrieron que un tipo de proteína llamada toxina de tres dedos (3FTx), presente en todas las serpientes elápidas, contenía pequeñas secciones que parecían similares en diferentes especies. Además, las proteínas 3FTx se consideran altamente tóxicas y son responsables de la parálisis de todo el cuerpo, lo que las convierte en un objetivo terapéutico ideal.

Miles de millones de anticuerpos humanos

Con el objetivo de descubrir un anticuerpo para bloquear la 3FTx, los investigadores crearon una plataforma que colocó los genes de 16 3FTx diferentes en células de mamíferos, que luego produjeron las toxinas en el laboratorio. Luego, el equipo recurrió a una biblioteca de más de cincuenta mil millones de anticuerpos humanos diferentes y probó cuáles se unían a la proteína 3FTx de una especie de serpiente conocida como krait de muchas bandas (también llamada krait chino o krait taiwanés), que tenía más similitudes con otras proteínas 3FTx.

Eso redujo su búsqueda a unos 3.800 anticuerpos. Luego, probaron esos anticuerpos para ver cuáles también reconocían otras cuatro variantes de 3FTx. Entre los 30 anticuerpos identificados en esa prueba, uno se destacó por tener las interacciones más fuertes con todas las variantes de toxinas: el anticuerpo llamado 95Mat5.

"Pudimos centrarnos en un porcentaje muy pequeño de anticuerpos que presentaban una reactividad cruzada con todas estas toxinas diferentes", afirma Irene Khalek, científica del Scripps Research y primera autora del nuevo estudio. "Esto sólo fue posible gracias a la plataforma que desarrollamos para cribar nuestra biblioteca de anticuerpos contra múltiples toxinas en paralelo", añade.

Jardine, Khalek y sus colegas probaron el efecto de 95Mat5 en ratones inyectados con toxinas del krait de muchas bandas, la cobra india que escupe, la mamba negra y la cobra real. En todos los casos, los ratones que recibieron simultáneamente una inyección de 95Mat5 no sólo estuvieron protegidos de la muerte, sino también de la parálisis.

Cuando los investigadores estudiaron exactamente cómo 95Mat5 era tan eficaz para bloquear las variantes de 3FTx, descubrieron que el anticuerpo imitaba la estructura de la proteína humana a la que normalmente se une 3FTx. Curiosamente, los anticuerpos contra el VIH de acción amplia que Jardine ha estudiado anteriormente también funcionan imitando una proteína humana.

"Es increíble que para dos problemas completamente diferentes, el sistema inmunológico humano haya convergido en una solución muy similar. Y fue emocionante ver que podíamos producir un anticuerpo eficaz de forma totalmente sintética: no inmunizamos a ningún animal ni utilizamos serpientes", resume Jardine. 

Si bien 95Mat5 es eficaz contra el veneno de todos los elápidos, no bloquea el veneno de las víboras, el segundo grupo de serpientes venenosas. Por eso, el grupo de Jardine ahora está buscando anticuerpos ampliamente neutralizantes contra otra toxina elápida, así como dos toxinas de víbora. Sospechan 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 un antídoto universal contra cualquier serpiente médicamente relevante del mundo", concluye Khalek.

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