La resistencia de las serpientes a su propio veneno podría revolucionar los antídotos
Cada año, más de 1.7 millones de personas en todo el mundo sufren problemas de salud por las picaduras de serpientes venenosas. Aproximadamente 100,000 mueren. Muchos de estos incidentes ocurren en zonas rurales donde es difícil encontrar un antídoto eficaz.
Las antitoxinas utilizadas para tratar las mordeduras se elaboran a partir de anticuerpos obtenidos mediante la inyección del propio veneno en animales grandes, como los caballos. El método de fabricación se ha mantenido prácticamente inalterado durante más de 100 años desde su creación en el siglo XIX. Pero su producción no solo es costosa, sino que también presenta desafíos, como la variabilidad en su eficacia según el tipo de serpiente y el riesgo de reacciones inmunitarias graves como la anafilaxia y la enfermedad del suero.
Un equipo de investigación liderado por la Universidad de Maryland y la Universidad Texas A&M Kingsville se centró en la autotolerancia de las serpientes de cascabel y otras a su propio veneno. Si bien se sabía desde hace más de 100 años que las víboras habían desarrollado resistencia a su veneno, el mecanismo subyacente permaneció en gran medida desconocido durante mucho tiempo.
“El problema con el que hemos estado lidiando durante décadas ya había sido resuelto por la naturaleza”, explica Sean B. Carroll, profesor de la Universidad de Maryland quien dirigió la investigación. “Se trata de un producto evolutivo que las serpientes han desarrollado para protegerse cuando se exponen a su propio veneno”.
Múltiples proteínas con funciones diferentes
En 2022, Carroll y su equipo descubrieron una proteína llamada "FETUA-3" en la sangre de una serpiente de cascabel diamantina occidental. Esta proteína inhibe la actividad de la metaloproteinasa, una enzima presente en el veneno de serpiente. Se cree que protege al animal de las hemorragias y los daños tisulares causados por el veneno.
En este nuevo estudio, el equipo de investigación analizó individualmente las funciones de cinco proteínas FETUA diferentes, incluida la FETUA-3. Los resultados arrojaron que cada proteína tiene una función distinta. Por ejemplo, una proteína FETUA suprime el sangrado, mientras que otra inhibe la actividad enzimática de las toxinas.
Estudios de laboratorio con ratones demostraron que la FETUA-2 por sí sola suprimió completamente el sangrado, mientras que ninguna de las proteínas pudo individualmente prevenir por completo los efectos letales. Sin embargo, la combinación de FETUA-2 y FETUA-3 neutralizó por completo el veneno de la serpiente de cascabel diamantina occidental. Además, con la adición de FETUA-5, la cantidad necesaria para neutralizar el veneno fue aproximadamente una décima parte de la cantidad de antídoto comercial derivado de ovejas.
Es eficaz contra el veneno de serpientes de especies distantes evolutivamente
Lo más destacable es que este efecto protector ha demostrado ser eficaz contra más especies que la cascabel diamantina occidental. Según los investigadores, previno parcial o totalmente los efectos letales también contra el veneno de la víbora malaya, la cascabel centenaria y la serpiente dentada, especies evolutivamente muy distantes. Si bien la combinación de proteínas FETUA necesaria para neutralizar las toxinas varía según la especie de serpiente, se cree que el mecanismo de inhibición de las metaloproteinasas es común a todas.
“El hecho de que algunos de estos inhibidores se hayan conservado a la perfección durante 50 millones de años de evolución de las serpientes dice mucho sobre lo real que era el riesgo de exposición a su propio veneno para estos animales”, afirma Carol. Sin embargo, aún no se comprende bien si las serpientes venenosas se ven afectadas por su propio veneno. Ya sea a través del tejido oral al morder, al cazar presas venenosas o mediante el canibalismo.
El veneno de serpiente puede contener hasta 100 proteínas tóxicas diferentes, y su composición varía enormemente según la especie. Por lo tanto, encontrar la combinación más eficaz de proteínas FETUA es un proceso laborioso que requiere pruebas repetidas. Sin embargo, Carol se mantiene optimista y asegura: “Ya tenemos los ingredientes. Ahora solo queda seguir probando diferentes combinaciones”.
De la medicina veterinaria al tratamiento humano
Este logro es sumamente significativo. Demuestra la posibilidad de crear artificialmente una proteína recombinante a partir de un inhibidor natural desarrollado por las propias serpientes venenosas. Puede utilizarse entonces como material para una nueva antitoxina que no dependa de anticuerpos de animales grandes. Requiere solo una pequeña cantidad para neutralizar la toxina y presenta cierto grado de eficacia contra el veneno de diversas especies, por ello se espera que conduzca al desarrollo de antitoxinas más potentes y fáciles de manejar.
Sin embargo, en estos experimentos, la proteína y la toxina se administraron premezcladas. Aún queda por determinar si la administración de la toxina tras una mordedura puede salvar vidas.
Los investigadores están probando si la misma estrategia se puede aplicar a otras familias de proteínas tóxicas. "Estamos cerca de encontrar soluciones efectivas para las tres principales familias de toxinas de las víboras", señala Elda Sánchez, quien dirigió el equipo de investigación en la Universidad Texas A&M de Kingsville, al describir las perspectivas futuras.
Carol cree que estas "antitoxinas naturales" se usarán primero comercialmente en medicina veterinaria y, posteriormente, se aplicarán al tratamiento de mordeduras de serpiente en humanos. Los investigadores opinan que la próxima generación de antitoxinas será más segura, más barata y más fácil de producir en masa, a la vez que ofrecerá una protección más amplia.
Editado por Daisuke Takimoto
Artículo originalmente publicado en WIRED Japón. Adaptado por Mauricio Serfatty Godoy.