Portal latinoamericano de toxicología
Investigación de nuevas terapias inspiradas en venenos
3 October, 2016
Venenos que sanan. Investigación de nuevas terapias inspiradas en la naturaleza. Por Teresa Guerrero. elmundo.es. 02/10/16. Los componentes tóxicos que segregan los animales venenosos están siendo investigados para desarrollar nuevos medicamentos. Su veneno es uno de los más letales de la naturaleza. Como si fuera un dardo, el caracol marino Conus geographus lo lanza hacia donde está su presa para aturdirla de forma fulminante y engullirla. Así consigue comida este molusco de vivos colores que habita en los arrecifes de los océanos Índico y Pacífico. El mismo veneno que deja paralizados a los pequeños peces y moluscos de los que se alimenta está siendo investigado para desarrollar una insulina ultrarrápida para tratar a diabéticos.Leer relacionado, Presentan primeros resultados del Proyecto Venomics: curar enfermedades a través de venenos
CÓNIDOS. El caracol marino ‘Conus geographus’ produce una insulina ultrarrápida. B. OLIVERA/UNIVERSIDAD DE UTAHUn equipo de Australia y EEUU ha determinado la estructura tridimensional de la insulina que, entre otros componentes, produce este caracol marino y que, según explican en un estudio publicado en Nature Structural and Molecular Biology, actúa tres veces más rápido que la que genera el cuerpo humano.
"Estamos intentando fabricar una insulina sintética que se parezca a la que produce este caracol marino. De momento, ésta es más débil que la humana, por eso estamos intentando conseguir que sea más activa manteniendo su rapidez", explica Helena Safavi, investigadora de la Universidad de Utah (EEUU) y coautora de la investigación. En los peces, el efecto es instantáneo porque penetra a través de las branquias. Aunque en los humanos harían falta unos minutos, creen que podría hacer efecto en sólo cinco minutos frente a los 15 que tardan los productos más rápidos comercializados.
"Estamos intentando fabricar una insulina sintética que se parezca a la que produce este caracol marino. De momento, ésta es más débil que la humana, por eso estamos intentando conseguir que sea más activa manteniendo su rapidez", explica Helena Safavi, investigadora de la Universidad de Utah (EEUU) y coautora de la investigación. En los peces, el efecto es instantáneo porque penetra a través de las branquias. Aunque en los humanos harían falta unos minutos, creen que podría hacer efecto en sólo cinco minutos frente a los 15 que tardan los productos más rápidos comercializados.
PULPO DE ANILLOS AZULES. Este molusco del género ‘Hapalochlaena’ vive en el Pacífico y es uno de los animales más venenosos del mundo. SHUTTERSTOCKEste estudio sobre Conus geographus es el último ejemplo de las posibilidades terapéuticas de los venenos presentes en la naturaleza, en los que las compañías farmacéuticas pusieron sus ojos en los años 70 para desarrollar nuevos fármacos. En 1981, la Agencia Estadounidense del Medicamento (FDA, por sus siglas en inglés) aprobó captopril, el primero basado en un veneno animal. Desarrollado a partir de las moléculas del veneno de la serpiente Bothrops jararaca, está indicado para la hipertensión. Le siguieron eptifibatida y tirofiban (para síndromes coronarios agudos), bivalirudina (para la coagulación de la sangre durante las cirugías), exenatida (para la diabetes tipo 2) o batroxobin (para monitorizar el sangrado).
Caracoles marinos"Llevamos mucho tiempo trabajando tanto con otros componentes del veneno de Conus geographus como de muchos otros caracoles marinos de los que, en total, conocemos unas 800 especies", detalla Helena Safavi a través de un correo electrónico. "La mayoría de los componentes investigados hasta ahora son neurotoxinas con un amplio abanico de potenciales aplicaciones terapéuticas para el dolor, la epilepsia y para proteger el corazón". Como ejemplo menciona ziconotida, un fármaco para el dolor crónico basado en un componente aislado de Conus magus.
De momento, explica Safavi, no están trabajando con ninguna farmacéutica para desarrollar su insulina ultrarrápida inspirada en Conus geographus y que, según calcula, podría tardar una década en llegar al mercado: "Hay un largo camino por recorrer para que un descubrimiento se convierta en un medicamento".
Caracoles marinos"Llevamos mucho tiempo trabajando tanto con otros componentes del veneno de Conus geographus como de muchos otros caracoles marinos de los que, en total, conocemos unas 800 especies", detalla Helena Safavi a través de un correo electrónico. "La mayoría de los componentes investigados hasta ahora son neurotoxinas con un amplio abanico de potenciales aplicaciones terapéuticas para el dolor, la epilepsia y para proteger el corazón". Como ejemplo menciona ziconotida, un fármaco para el dolor crónico basado en un componente aislado de Conus magus.
De momento, explica Safavi, no están trabajando con ninguna farmacéutica para desarrollar su insulina ultrarrápida inspirada en Conus geographus y que, según calcula, podría tardar una década en llegar al mercado: "Hay un largo camino por recorrer para que un descubrimiento se convierta en un medicamento".
RANA FLECHA AZUL. ‘Dendrobates azureus’ vive en Sudamérica, mide sólo 40-50 mm. de longitud pero es territorial y agresiva. Su piel es tóxica. SHUTTERSTOCKSon pocos los fármacos aprobados hasta la fecha, aunque numerosos componentes de venenos están siendo sometidos en la actualidad a ensayos clínicos, como señala el investigador de la Universidad de Queensland Glenn King en un artículo publicado en Biological Theraphy. Entre las posibles aplicaciones de esos futuros medicamentos figuran el tratamiento de cardiopatías, el cáncer o de enfermedades autoinmunes como la esclerosis múltiple.
Una librería con 203 venenos"El potencial de los venenos de animales para conseguir nuevos fármacos es enorme", asegura Rebeca Miñambres, responsable del Departamento de Proyectos de I+D de Sistemas Genómicos. La compañía, con sede en Valencia, ha formado parte de un consorcio internacional que ha llevado a cabo el proyecto Venomics, y que ha creado una librería de toxinas procedentes de 203 venenos de animales.
Los recogieron durante expediciones en la Guayana francesa y Francia. "Tenemos peces venenosos, arañas, serpientes, hormigas, avispas, escorpiones, lagartos, etc." La especie "más rara" que estudiaron, recuerda, fue un pulpo de anillos azules, considerado uno de los animales más venenosos del mundo.
Una librería con 203 venenos"El potencial de los venenos de animales para conseguir nuevos fármacos es enorme", asegura Rebeca Miñambres, responsable del Departamento de Proyectos de I+D de Sistemas Genómicos. La compañía, con sede en Valencia, ha formado parte de un consorcio internacional que ha llevado a cabo el proyecto Venomics, y que ha creado una librería de toxinas procedentes de 203 venenos de animales.
Los recogieron durante expediciones en la Guayana francesa y Francia. "Tenemos peces venenosos, arañas, serpientes, hormigas, avispas, escorpiones, lagartos, etc." La especie "más rara" que estudiaron, recuerda, fue un pulpo de anillos azules, considerado uno de los animales más venenosos del mundo.
TARÁNTULA DE ÁRBOL INDIA. Las patas de ‘Poecilotheria regalis’ llegan a medir 18 centímetros. Su veneno es muy potente y produce un intenso dolor. SHUTTERSTOCK"Se tomaron dos tipos de muestras de los animales: del veneno, que es el que contiene las proteínas o las moléculas con actividad tóxica (por ejemplo una gota de veneno de alacrán), y de cuyo estudio se encargó el grupo de proteómica; y muestras de la glándula que produce el veneno, es decir, del tejido, que es lo que estudiamos en nuestra empresa y que nos permite ver los genes que dan lugar a ese veneno. Secuenciamos el RNA, que es el ácido nucleico que codifica los genes y da lugar a esas proteínas", relata por teléfono esta doctora en bioquímica.
Venomics, que contó con un presupuesto de nueve millones de euros -seis de ellos aportado por la Comisión Europea-, concluyó en 2015 y, según subraya Miñambres, "supuso un desafío enorme para que el que hubo que hacer un desarrollo tecnológico brutal". "No es lo mismo trabajar con una glándula de serpiente que con una avispa o una hormiga. No existía la tecnología para estudiar muestras tan pequeñas", afirma. En su opinión, ese desarrollo tecnológico unido al potencial de los venenos "supone un cambio de paradigma en el desarrollo de los fármacos", señala Miñambres.
"Buena parte de los avances científicos en bioquímica, inmunología, farmacología y fisiología se han hecho usando venenos de animales como serpientes, arañas, escorpiones, o especies de origen vegetal", explica el biólogo Carlos Pérez Santos, colaborador del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN), en Madrid, y del de Ginebra. Y es que el interés por estudiar la composición de las sustancias tóxicas de la naturaleza y sus aplicaciones terapéuticas no es algo nuevo.
Venomics, que contó con un presupuesto de nueve millones de euros -seis de ellos aportado por la Comisión Europea-, concluyó en 2015 y, según subraya Miñambres, "supuso un desafío enorme para que el que hubo que hacer un desarrollo tecnológico brutal". "No es lo mismo trabajar con una glándula de serpiente que con una avispa o una hormiga. No existía la tecnología para estudiar muestras tan pequeñas", afirma. En su opinión, ese desarrollo tecnológico unido al potencial de los venenos "supone un cambio de paradigma en el desarrollo de los fármacos", señala Miñambres.
"Buena parte de los avances científicos en bioquímica, inmunología, farmacología y fisiología se han hecho usando venenos de animales como serpientes, arañas, escorpiones, o especies de origen vegetal", explica el biólogo Carlos Pérez Santos, colaborador del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN), en Madrid, y del de Ginebra. Y es que el interés por estudiar la composición de las sustancias tóxicas de la naturaleza y sus aplicaciones terapéuticas no es algo nuevo.
HORMIGA ROJA. La picadura de ‘Solenopsis invicta’ es dolorosa y tiene una potente actividad necrotóxica.SHUTTERSTOCKEl veneno en la historiaLa medicina ayurvédica usa el veneno de serpiente desde el s.VII a.C para aliviar la artritis, dolencias gastrointestinales o luchar contra el envejecimiento. El de tarántula era apreciado por los indígenas de Centroamérica y Sudamérica para combatir una gran variedad de enfermedades, desde el asma al cáncer, mientras que la medicina tradicional china lleva más de un milenio usando las secreciones de la piel de sapos como diurético, anestésico y agente anticancerígeno, según repasa Glenn King.
Desentrañar la estructura de los venenos, auténticos cocktails químicos de sustancias tóxicas, ha sido un logro más reciente. Uno de los pioneros en la descripción de las proteínas de los venenos de serpiente fue el ornitólogo y naturalista Charles Lucien Bonaparte (1803-1857), sobrino de Napoleón.
"Paracelso, uno de los padres de la medicina moderna, decía [en el siglo XVI] que absolutamente todas las sustancias en la naturaleza pueden ser tóxicas. Todo depende de la dosis. Incluso el agua, que es un componente esencial para la vida, puede llegar a serlo. Si te ponen un enema con un litro de agua destilada puede ocasionarte la muerte", señala Pérez Santos. "La diferencia que existe entre un tóxico y un veneno es la intencionalidad. Es decir, el veneno tiene una intención de hacer daño. Por eso se puede decir que hay alimentos tóxicos y serpientes venenosas", explica este biólogo colombiano ya jubilado.
"Australia es el país donde más especies venenosas hay", señala Oscar Soriano, científico titular del CSIC y del MNCN. Junto con el médico Fidel Fernández Rubio y el veterinario y militar Luis Moreno Fernández-Caparrós, Soriano ha publicado el libro Fauna venenosa mundial, en el que se identifican las características de las especies venenosas mortales, en particular las que se encuentran en zonas donde se han desplegado las Fuerzas Armadas Españolas.
Desentrañar la estructura de los venenos, auténticos cocktails químicos de sustancias tóxicas, ha sido un logro más reciente. Uno de los pioneros en la descripción de las proteínas de los venenos de serpiente fue el ornitólogo y naturalista Charles Lucien Bonaparte (1803-1857), sobrino de Napoleón.
"Paracelso, uno de los padres de la medicina moderna, decía [en el siglo XVI] que absolutamente todas las sustancias en la naturaleza pueden ser tóxicas. Todo depende de la dosis. Incluso el agua, que es un componente esencial para la vida, puede llegar a serlo. Si te ponen un enema con un litro de agua destilada puede ocasionarte la muerte", señala Pérez Santos. "La diferencia que existe entre un tóxico y un veneno es la intencionalidad. Es decir, el veneno tiene una intención de hacer daño. Por eso se puede decir que hay alimentos tóxicos y serpientes venenosas", explica este biólogo colombiano ya jubilado.
"Australia es el país donde más especies venenosas hay", señala Oscar Soriano, científico titular del CSIC y del MNCN. Junto con el médico Fidel Fernández Rubio y el veterinario y militar Luis Moreno Fernández-Caparrós, Soriano ha publicado el libro Fauna venenosa mundial, en el que se identifican las características de las especies venenosas mortales, en particular las que se encuentran en zonas donde se han desplegado las Fuerzas Armadas Españolas.
"Una de las especies más peligrosas son las medusas cubozoos. Son pequeñas y cualquier roce con un tentáculo puede causar la muerte. Son comunes en Australia", señala el biólogo.
Especies venenosas en EspañaEn España, apunta Soriano, lo más habitual es que la población sufra en la playa picaduras de medusas y de peces víbora, "que tienen una aleta dorsal con la que inyectan el veneno. Suelen picar en los pies", explica. Pero también tenemos especies más peligrosas, entre las que Pérez Santos destaca tres víboras: la hocicuda (Vipera latastei), la común (Vipera berus) y la de los Pirineos (Vipera aspis). "Esta última es la más peligrosa, aunque los efectos de la mordedura depende de muchos factores. Una serpiente tiene veneno para comer a sus presas. Cuando muerde a una persona lo hace para defenderse. Y no es lo mismo que muerda a una persona de 75 kilos o a un niño de 10 kilos", compara.
Entre las especies invasoras que llegan de otras latitudes también las hay venenosas: "En el Mediterráneo oriental se ha introducido una especie, el pez león (Pterois antennata), que seguramente ha entrado por el Canal de Suez. Las aletas son venenosas y dicen que su picadura produce uno de los peores dolores", dice Soriano.
"Los venenos que hay en la naturaleza son un tema apasionante", concluye Carlos Pérez tras repasar algunas de las especies venenosas más interesantes del reino animal. El biólogo, que ha dedicado cuatro décadas a investigarlos, recuerda la aportación a este campo de otro apasionado de los venenos de serpientes, Vital Brazil, fundador del Instituto Butanán en Sao Paulo, el mayor centro de investigación de venenos de estos reptiles: "Él mismo se inyectaba cantidades minúsculas para ver cómo se sentía así que, sin saber mucho de inmunología, llegó a ser resistente al veneno. Por casualidad, Vital Brazil estaba en un zoológico de EEUU cuando una serpiente mordió a un hombre. Le sacaron sangre, la centrifugaron y le sacaron el suero, que sirvió para salvarle la vida".
LOS PELIGROS DE LOS VENENOS DE LA NATURALEZA
Especies venenosas en EspañaEn España, apunta Soriano, lo más habitual es que la población sufra en la playa picaduras de medusas y de peces víbora, "que tienen una aleta dorsal con la que inyectan el veneno. Suelen picar en los pies", explica. Pero también tenemos especies más peligrosas, entre las que Pérez Santos destaca tres víboras: la hocicuda (Vipera latastei), la común (Vipera berus) y la de los Pirineos (Vipera aspis). "Esta última es la más peligrosa, aunque los efectos de la mordedura depende de muchos factores. Una serpiente tiene veneno para comer a sus presas. Cuando muerde a una persona lo hace para defenderse. Y no es lo mismo que muerda a una persona de 75 kilos o a un niño de 10 kilos", compara.
Entre las especies invasoras que llegan de otras latitudes también las hay venenosas: "En el Mediterráneo oriental se ha introducido una especie, el pez león (Pterois antennata), que seguramente ha entrado por el Canal de Suez. Las aletas son venenosas y dicen que su picadura produce uno de los peores dolores", dice Soriano.
"Los venenos que hay en la naturaleza son un tema apasionante", concluye Carlos Pérez tras repasar algunas de las especies venenosas más interesantes del reino animal. El biólogo, que ha dedicado cuatro décadas a investigarlos, recuerda la aportación a este campo de otro apasionado de los venenos de serpientes, Vital Brazil, fundador del Instituto Butanán en Sao Paulo, el mayor centro de investigación de venenos de estos reptiles: "Él mismo se inyectaba cantidades minúsculas para ver cómo se sentía así que, sin saber mucho de inmunología, llegó a ser resistente al veneno. Por casualidad, Vital Brazil estaba en un zoológico de EEUU cuando una serpiente mordió a un hombre. Le sacaron sangre, la centrifugaron y le sacaron el suero, que sirvió para salvarle la vida".
LOS PELIGROS DE LOS VENENOS DE LA NATURALEZA
- 173.000 ANIMALES. Se estima que existen entre 140.000 y 173.000 especies animales venenosas en el mundo, aunque muchas de ellas no han sido descubiertas. Por otro lado, se calcula que un tercio de todas las plantas conocidas contienen tóxicos para el ser humano.
- 1.000 MOLÉCULAS TÓXICAS. Los venenos de algunos animales son auténticos cocktails de sustancias tóxicas. Los más complejos tienen una mezcla de hasta 1.000 moléculas tóxicas, la mayoría son miniproteínas llamadas péptidos que tienen a su vez entre 10 y 100 aminoácidos.
- 600 SERPIENTES VENENOSAS. Se conocen unas 600 especies venenosas de serpiente que muerden a cinco millones de personas cada año. Entre el 50 y el 70% de sus mordeduras causan envenenamiento (a 2,4 millones de personas al año), según la Organización Mundial de la Salud (OMS).
- 125.000 MUERTES. Pese al desarrollo de antídotos, la OMS estima que entre 94.000 y 125.000 personas mueren cada año por veneno de serpiente, pues la mayoría reside en zonas pobres del sudeste asiático y África. Otras 400.000 sufren amputaciones y/o diversos problemas de salud causados por el veneno.