En México existen 286 especies diferentes de alacrán, de los cuales cerca de 15 son peligrosos para el ser humano. A lo largo de las últimas décadas, los trabajos liderados por Lourival Possani —investigador emérito del Instituto de Biotecnología (IBt) de la UNAM, campus Cuernavaca— han permitido identificar las toxinas que hacen daño en las especies riesgosas, un trabajo similar a encontrar una aguja en un pajar.
Hace más de cuatro décadas, el científico inició su investigación sobre los componentes del veneno de los alacranes en la UNAM, entre cuyos resultados se encuentran los antivenenos llamados faboterápicos, que han resuelto un problema de salud pública que hasta antes de mediados de la década de los ochenta causaba alrededor de 800 muertes anuales en el país.
Possani Postay ha aislado y caracterizado toxinas de venenos de alacranes de México, Latinoamérica, África, Turquía, Australia, Cuba y EU, pero antes de contribuir al diseño de los nuevos antivenenos su objetivo fue crear una vacuna, que no fue exitosa debido a la poca afinidad —la fuerza con la que los anticuerpos se unen a las toxinas— de los anticuerpos generados.
Sin embargo, ese conocimiento permitió el desarrollo de los faboterápicos más efectivos que existen en el mundo contra la picadura de alacrán y que han sido producidos y desarrollados por farmacéuticas mexicanas. Aún con la gran efectividad de estos antivenenos, los científicos Baltazar Becerril, Lidia Riaño y Lourival Possani lideran una investigación que permitirá desarrollar otra biotecnología mejor, la cual sería de origen humano.
ANTICUERPOS. Los antivenenos actuales se conforman con fragmentos de anticuerpos de caballos generados a través de su inmunización. Mediante la inyección de extractos de veneno de cuatro especies de alacranes de México, los equinos reaccionan ante las toxinas y generan anticuerpos para neutralizarlas. Cuando la respuesta inmune del caballo llega a producir un suero suficientemente protector en contra del veneno, se extrae la sangre y se recupera el plasma que contiene los anticuerpos. Este suero producido a principios del siglo pasado, sin procesar, solía producir reacciones secundarias indeseables a los humanos, por lo que ahora se procesa para producir los fragmentos de faboterápicos F(ab)´2 actuales.
Los antivenenos que se utilizan actualmente con base en esta tecnología son seguros y eficientes, pero siguen siendo de origen animal. Ahora, los científicos del IBt desarrollan un equivalente del antiveneno comercial resultado de manipulaciones de biología molecular, donde usan la información genética de los seres humanos para aislar los genes que codifican para los anticuerpos.
De acuerdo con los científicos, la parte más importante para que los anticuerpos reconozcan a sus blancos —en este caso a las toxinas de los venenos de alacrán— es una región que contiene a los “dominios variables del anticuerpo”, que tienen alta variabilidad en la secuencia de aminoácidos y pueden reconocer diferentes moléculas. Ahora bien, el nuevo antiveneno que desarrollan los científicos de la UNAM se obtiene mediante la clonación y expresión de los genes que permiten producir esta parte de los anticuerpos, conocida como fragmento variable de cadena única (scFv por sus iniciales en inglés).
Este formato molecular es la parte funcional de las inmunoglobulinas (anticuerpos) que emplean los investigadores, por su papel en el reconocimiento de las toxinas. Ellos llaman a esta cualidad “afinidad”, esto es, la fuerza con la que los anticuerpos se mantienen unidos a su antígeno, en este caso las toxinas de los alacranes.
El sistema inmune, ante la presencia de algún elemento extraño al organismo es capaz de generar anticuerpos, pero los primeros que se desarrollan no tienen la “fuerza” molecular suficiente para mantenerse unidos a su blanco y eliminarlo. Por ello, ocurre un proceso de maduración que genera anticuerpos más afines que nos protegen contra diferentes patógenos.
Los científicos están imitando este proceso en el laboratorio para aumentar la afinidad de los fragmentos de anticuerpos que reconocen a las toxinas. La primera tarea en este proceso fue identificar los anticuerpos humanos que reconocieran de forma específica las toxinas del veneno de alacrán.
En el laboratorio emplean un sistema llamado “despliegue en fagos” de esas bibliotecas de anticuerpos, con lo que identifican los fragmentos de anticuerpos capaces de reconocer y unirse específicamente a las toxinas. Hicieron la prueba con una de las toxinas más abundantes del veneno en el alacrán de Nayarit (Centruroides noxius), el más tóxico de México. En ese proceso lograron aislar dos anticuerpos que reconocen a las toxinas en sitios distintos.
Posteriormente, el trabajo del grupo de investigación ha consistido en madurar los fragmentos y mejorar su afinidad, de tal manera que sean capaces de neutralizar varias toxinas. Éstas y los anticuerpos tienen una estructura tridimensional que debe “embonar” entre ellos para quedar pegados y ser afines.
En otra sección del laboratorio que dirige Possani, el lugar de trabajo de Lidia Riaño tiene equipo de cómputo en vez de matraces y alacranes que posteriormente serán ordeñados. Es aquí donde la científica realiza simulaciones virtuales de lo que ocurre a nivel atómico en estas moléculas, cómo se neutralizan las toxinas cada vez que hace un cambio, por ejemplo, o si hay una mutación.
