Los científicos de Scripps Research han desarrollado un anticuerpo que puede bloquear los efectos de las toxinas letales en los venenos de una amplia variedad de serpientes que se encuentran en África, Asia y Australia. El anticuerpo, que protegió a los ratones del veneno normalmente mortal de las serpientes, incluidas las mambas negras y las cobras reales, se describe en Science Translational Medicine. La nueva investigación utilizó formas de toxinas producidas en el laboratorio para examinar miles de millones de anticuerpos humanos diferentes e identificar uno que pueda bloquear la actividad de las toxinas. Representa un gran paso hacia un antídoto universal que sería eficaz contra el veneno de todas las serpientes.
“Este anticuerpo actúa contra una de las principales toxinas que se encuentran en numerosas especies de serpientes y que contribuyen a decenas de miles de muertes cada año”, dice el autor principal Joseph Jardine, Ph.D., profesor asistente de inmunología y microbiología en Scripps Research. “Esto podría ser increíblemente valioso para las personas de los países de ingresos bajos y medios que tienen la mayor carga de muertes y lesiones por mordeduras de serpiente”.
Más de 100.000 personas al año, principalmente en Asia y África, mueren por envenenamiento por mordedura de serpiente, lo que lo hace más mortal 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. Esto significa que se deben fabricar muchos antídotos diferentes para tratar las mordeduras de serpientes en las diferentes regiones.
Jardine y sus colegas han estudiado previamente 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. Se dieron cuenta de que el desafío de encontrar un antídoto universal era similar a su búsqueda de una vacuna contra el VIH. 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 se une a uno generalmente no se una a otros. Pero al igual que 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 trabajo, 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.
Con el objetivo de descubrir un anticuerpo para bloquear 3FTx, los investigadores crearon una plataforma innovadora 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 50 mil millones de anticuerpos humanos diferentes y probó cuáles se unían a la proteína 3FTx del krait de muchas bandas (también conocido como 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 entre todas las variantes de toxinas: un anticuerpo llamado 95Mat5.
“Pudimos ampliar el porcentaje muy pequeño de anticuerpos que tenían reactividad cruzada para todas estas toxinas diferentes”, dice Irene Khalek, científica de Scripps Research y primera autora del nuevo artículo. “Esto sólo 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 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”, afirma Jardine. “También fue emocionante ver que podíamos producir un anticuerpo eficaz de forma totalmente sintética: no inmunizamos a ningún animal ni utilizamos serpientes”.
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. 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”, afirma Khalek.
Fuente: Phys.org.
