Temas Especiales

20 de May de 2022

Ciencia

La búsqueda de antivenenos contra toxinas de escorpiones

Científicos de la Universidad de Panamá y de la Universidad Nacional Autónoma de México colaboran en un estudio sobre neurotoxinas de escorpiones de Panamá para desarrollar antivenenos más efectivos

La búsqueda de antivenenos contra toxinas de escorpiones
Equipo del Ciimet en el escorpionario.José Tobar

Entre abril y agosto, durante la estación lluviosa, los escorpiones o alacranes salen de las cortezas de los árboles y de las zonas boscosas donde habitan, en busca de refugio en un sitio seco y oscuro. Avanzan siempre listos para inocular veneno a sus presas y para defenderse de los depredadores.

En la medida que la población humana se expande hacia áreas donde antes existía vegetación y donde se desarrollan actividades agrícolas, ecoturísticas, construcciones y minería, aumenta el riesgo de accidentes con escorpiones.

En Panamá, las picaduras de escorpiones son eventos de salud pública de notificación obligatoria. La mayoría de los casos ocurren en áreas rurales, principalmente a menores de 15 años, varones y mujeres. Los menores de 6 años se llevan la peor parte.

La tendencia en el país muestra un incremento de casos a partir del año 2000, de 385 casos a 4.399 en el año 2016. La tasa de incidencia es de unos 50 casos por cada 100 mil habitantes.

La búsqueda de antivenenos contra toxinas de escorpiones
La búsqueda de antivenenos contra toxinas de escorpiones

Los venenos pueden causar efectos neurológicos, gastrointestinales, respiratorios, cardiovasculares, metabólicos, retención o incontinencia urinaria y priapismo (erección continua  y  dolorosa).

En el año 2007 se dio la alarma nacional debido a la muerte de tres niños por picadura de escorpiones. Se formó una comisión entre el Ministerio de Salud (Minsa), el Instituto Conmemorativo Gorgas de Estudios de la Salud (Icges), la Caja de Seguro Social (CSS), el Hospital del Niño y la Universidad de Panamá (UP) para abordar el problema de los accidentes escorpiónicos y surgió un protocolo de tratamiento.

Desde el año 2008, la Secretaría Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación (Senacyt) ha financiado proyectos de investigación de la UP para analizar la toxicidad de los venenos de escorpiones y la efectividad de los antivenenos producidos en la región, y más recientemente, un estudio de la diversidad de toxinas producidas por los escorpiones de importancia médica en Panamá mediante técnicas biotecnológicas.

Con estos proyectos, también se ha capacitado el recurso humano técnico y a nivel doctoral.

La búsqueda de antivenenos contra toxinas de escorpiones
T. pachyurusJosé Constable

Estudiando los venenos

El veneno de los escorpiones contiene distintas moléculas: péptidos (cadenas cortas de aminoácidos), enzimas, nucleótidos, lípidos y otros componentes.

El tratamiento para la picadura de alacrán consiste en la administración de un antiveneno que debe aplicarse antes de dos horas desde la picadura, mientras el veneno aún está en la sangre del paciente. Pasado ese tiempo, invade los tejidos y el antiveneno no tiene efecto.

La toxicidad de los venenos varía según la especie del escorpión y la región geográfica. Por tanto, es difícil que un mismo antiveneno sea eficaz contra los venenos de diferentes especies.

La búsqueda de antivenenos contra toxinas de escorpiones
T. cerroazulJosé Constable

Tradicionalmente, se han empleado antivenenos que se obtienen a partir de suero de sangre de caballos que han sido inoculados con venenos y producen anticuerpos.

Los avances de la ciencia en el área de la biotecnología y el estudio de venenos con técnicas de proteómica (estudio de la estructura y la función de las proteínas) y transcriptómica (estudio de las moléculas de ARN en una célula o tejido) han contribuido a un mayor conocimiento de la diversidad molecular de los venenos y, potencialmente, permitirá producir toxinas recombinantes en un laboratorio usando como “receta” la información genética para inmunizar conejos o caballos, en los que se generarán anticuerpos para producir antivenenos.

Neurotoxinas

En Panamá hay alrededor de 16 especies de escorpiones, de las cuales, las de los géneros Tityus y Centruroides son las más peligrosas. Las especies Tityus pachyurus, T. festae, T. asthenes, T. championi y T. cerroazul son las de mayor importancia médica porque han provocado muertes en el país.

La búsqueda de antivenenos contra toxinas de escorpiones
Centruroides granosusDavid Constable

Panamá ha utilizado antivenenos producidos en Venezuela, elaborados a partir del veneno de escorpiones Tityus discrepans, pero su eficacia es limitada contra las especies de Tityus de Panamá.

Esto motivó a un equipo de investigadores de la UP y de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) a estudiar neurotoxinas recombinantes de los escorpiones de importancia médica en Panamá para obtener anticuerpos neutralizantes y producir antivenenos regionales usando técnicas modernas.

Los científicos extrajeron los venenos de animales en cautiverio del Centro de Investigación e Información de Medicamentos y Tóxicos (Ciimet) de la Facultad de Medicina de la UP. Aislaron, purificaron y caracterizaron cuatro neurotoxinas que identificaron como las más promisorias para clonarlas.

Las neurotoxinas son sustancias que afectan el tejido nervioso, pueden ser de naturaleza peptídica o proteica.

También extrajeron las glándulas productoras de veneno de los escorpiones de los géneros Tityus y Centruroides para sacar su material genético (moléculas de ARN mensajero) e identificar secuencias de genes que “expresan” o determinan la formación de ciertos péptidos o proteínas específicas que tienen un rol importante en la toxicidad del veneno.

Las técnicas en biotecnología permiten producir toxinas recombinantes de manera heteróloga, es decir, usando microorganismos como “fábricas”. Por ejemplo, se inserta en la bacteria E. coli el pedacito de secuencia genética para que produzca la toxina deseada, sin tener que ordeñar escorpiones.

Estas moléculas se usan para probar la respuesta inmunitaria a nivel experimental en animales (conejos), en un proceso eficiente y específico, que ayudará a que sea más dirigida la generación de anticuerpos.

Más adelante se probaría en caballos con miras a desarrollar un producto comercial con un adecuado perfil de seguridad, explica la docente e investigadora Hildaura Acosta de Patiño, directora del Ciimet.

La biotecnología permite, además, producir la cantidad de moléculas o sustancias que se desea, en uno o dos días, dependiendo del diseño del experimento.

“Esta tecnología es más costosa porque el andamiaje requiere más equipos sofisticados. Dependiendo del volumen que se requiere de producción, se necesitan biorreactores, etc., pero esa es la tendencia actual de producción de muchos medicamentos especializados”, indica la investigadora, quien es coautora del estudio 'Expresión heteróloga de cuatro toxinas recombinantes de escorpiones de los géneros Tityus y Centruroides para la producción de antivenenos', que fue publicada en el journal Toxicon: X 13 (2022).

Importancia

El equipo seguirá trabajando con estas neurotoxinas porque ya se tienen los resultados en conejos. “Esperamos tener los recursos este año para continuar con las pruebas en caballos. Los resultados podrían salir a finales de 2023. Con esta información estaríamos listos para buscar un socio estratégico que nos ayude a hacer un producto comercial y comenzar los estudios en fase preclínica y clínica correspondientes”, explica la profesora Hildaura Acosta de Patiño.

Esta investigación ha generado una patente compartida entre la UNAM y la UP. Además, es probable que se den conversaciones con la Senacyt para explorar la posibilidad de que haya una sinergia de trabajo con el futuro Centro Regional de Investigación en Vacunas y Biofármacos (Crivb-AIP), que estará ubicado en la Ciudad del Saber.

La profesora resalta la importancia de tener un resultado derivado de la investigación científica con venenos propios del país.

“El veneno de T. cerroazul es el más tóxico de los que hemos estudiado. El apoyo estatal nos ayuda a dar respuesta a la comunidad en riesgo. No es fácil mantener al animal en cautiverio y esta tecnología nos permite generar la cantidad adecuada de recurso para producir el antiveneno específico para este escorpión. Es un tema de soberanía nacional. Con la ciencia, podemos resolver, apoyar y evitar muertes por accidentes severos. Tener un producto específico hará la diferencia en el manejo clínico y el tratamiento de estos casos”.