Academia Mexicana de Ciencias
Boletín AMC/004/11
México, D. F., 19 de enero de 2011

• Innovaciones de investigadores mexicanos van contra el paludismo
• El veneno de alacrán aún tiene mucho campo de estudio

Dr. Lourival Domingos Possani Postay, del Instituto de Biotecnología (IBt) de la UNAM.
Foto: AMC
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La dualidad que juegan las toxinas del alacrán, entre su efecto mortífero y de alivio en los seres humanos, por sus componentes estructurales, podría poner al equipo del Dr. Lourival Domingos Possani Postay, del Instituto de Biotecnología (IBt) de la UNAM, en el camino del millón de dólares que otorga la Fundación Bill y Melinda Gates en este mes de febrero.

En noviembre del 2009, el grupo de colaboradores de Possani Postay, miembro de la Academia Mexicana de Ciencias (AMC), recibió un donativo de cien mil dólares como parte del programa “Donativo para Exploración de Grandes Retos para Investigación Innovadora en Salud Global”, que elige proyectos innovadores con estrategias originales para enfrentar enfermedades mundiales como el VIH-SIDA, tuberculosis, dengue y el paludismo o malaria, que afectan con más intensidad a países en desarrollo en zonas tropicales y subtropicales del mundo.

El veneno de un alacrán del género Centruroides mata en México a 70 personas al año aproximadamente, pero también representa grandes expectativas para la creación de antibióticos contra bacterias y virus: “la noticia este año sería conseguir el donativo de un millón de dólares para avanzar en los estudios”, detalla el científico naturalizado mexicano.

CÓMO FUNCIONA

“Utilizamos bloqueadores de canales de potasio para el control del paludismo”, se centra en utilizar un péptido ya identificado del veneno de alacrán, llamado Escorpina, para bloquear los canales iónicos de potasio y así detener el paso del parásito Plasmodium al mosquito Anopheles, que al picar al ser humano transmite la enfermedad.

La idea de utilizar péptidos –moléculas-, tiene antecedentes de varios años de estudios del Dr. Possani y sus colaboradores, quienes ya habían descubierto propiedades antimicrobianas en algunos componentes derivados del veneno de alacrán.

El investigador emérito de la UNAM y del Sistema Nacional de Investigadores (SNI), sostiene que algunas propiedades de las toxinas de alacrán desequilibran iónicamente al parásito Plasmodium y causa que sea inviable su transmisión”.

Por lo pronto, en la investigación, en la que participan los doctores Enrique Reynaud Garza, del IBt, y Humberto Lanz Mendoza, del Instituto Nacional de Salud Pública (INSP), se avanza en la generación de un mosquito genéticamente modificado que excrete Escorpina en la saliva cuando pique a un ser humano, acción que impedirá la transmisión del paludismo.

ANTECEDENTE

El interés del investigador Possani Postay para trabajar con estos arácnidos surgió desde que tuvo su entrenamiento doctoral en la Universidad de Rockefeller, porque en esa época, hace más de 40 años, se buscaba entender cuál era el mecanismo de la comunicación celular sobre todo, de las terminales colinérgicas, la sinapsis que está entre las terminales nerviosas y los músculos.

Luego de encontrar que el componente bloquea la transmisión colinérgica. Gracias al descubrimiento de un compuesto en el veneno de una serpiente de Tailandia se pudo hacer una columna para purificar los receptores y se caracterizó el receptor a acetil-colina.

“Llegué a México en 1974 y aquí supe que el problema del alacranismo (incidencia de piquete de alacrán), era muy importante. Estos animales ponzoñosos han desarrollado, durante un proceso evolutivo de 450 millones de años, y perfeccionado un número muy grande de herramientas con las cuales ellos cazan y se defienden de los predadores”, narra el Dr. Possani.

LA INVESTIGACIÓN

En los últimos 36 años en su laboratorio en el IBt se han trabajado varios aspectos que se refieren a los componentes del veneno de alacranes por dos razones: la importancia médica (por el elevado número de accidentes que ocurren anualmente que se eleva a un cuarto de millón de personas picadas en el país), y el interés científico.

“Trabajamos con el veneno de alacranes y con el de otros animales ponzoñosos en México; serpientes y el monstruo de Gila. Tenemos un grupo, en el que yo no participo, que trabaja con veneno de arañas”, subraya el científico, quién en su momento asesoró al que es titular de esta investigación, Dr. Alejandro Alagón Cano, miembro de la AMC, especializado en Biología molecular.

En los primeros años de actividades nos hemos dedicado a capturar los alacranes, obtener su veneno por estimulación eléctrica, aislar y caracterizar química y funcionalmente sus componentes. Fruto de esta tarea realizada por nuestro grupo y por una media docena de otros laboratorios en el mundo está disponible un enlistado con cerca de 500 péptidos o genes que se suponen son tóxicos o que codifican para toxinas y que reconocen de manera específica a receptores de membranas celulares, comúnmente denominados canales iónicos.

Estas proteínas integrales de membranas son las moléculas que controlan la distribución de iones entre las dos faces (interna y externa) de las membranas biológicas y presiden los eventos más importantes de la comunicación celular, principalmente en células excitables (nervios y músculos). Además del aislamiento y caracterización general de estas toxinas se han podido determinar algunas características estructurales tridimensionales de varias toxinas e inclusive de algunos canales iónicos.

ALACRANES EN MÉXICO

En la actualidad se conocen unos 400 péptidos diferentes de las mil 500 especies distintas de alacranes en todo el mundo. De esas, México tiene 221, es de los países más ricos en biodiversidad de alacranes en el planeta.

“En el país existen siete especies -de las 221-, con toxinas que reconoce el humano y que lo pueden llevar a la muerte. La mayoría de los alacranes no causan daño severo a las personas; aunque todos los venenos causan alguna alteración”, informa el doctor especializado en Bioquímica y Química de péptidos.

La familia llamada Buthidae es la que contiene especies de alacranes peligrosas para el humano. En México el género de esta familia que es peligrosa se llama Centruroides.

Sin embargo, gracias a las investigaciones científicas que han mejorado el antiveneno, la mortalidad presenta franca tendencia descendente, pasando de 0.35 en 1990, a 0.02 por ciento en 2007, reflejo de la atención oportuna y la mayor disponibilidad del antídoto específico.

Son 16 entidades de la vertiente del Pacífico, desde Sonora hasta Oaxaca las afectadas por el alacranismo y, entre las de mayor indicador por niveles de intoxicación son: Guanajuato, Guerrero, Jalisco, Morelos, Guanajuato, Nayarit, Colima y Michoacán.

De las aproximadamente 260 mil personas picadas por alacranes, anualmente, un tercio son tratadas con el antiveneno por presentar síntomas de intoxicación. Un adulto normal de 80 kilos es difícil que muera por el piquete de un alacrán, pero para un niño de 10 kilos la vida es algo que está en juego. “El 94% de las muertes por picadura de alacrán sucede en niños menores de dos años y en los adultos depende del estado de salud”, advierte el investigador.

Dijo que en la década de los años 70-80 se registraban entre 700 y 800 muertes por año, a partir de 1985 se hizo una campaña nacional impulsada por el laboratorio que produce el antiveneno, Instituto Bioclon, para que se ocupara el antiveneno llamado Alacramyn, que se hace con los anticuerpos de los caballos.

CÓMO SE OBTIENEN LOS ANTICUERPOS

Se inyecta a un caballo con una cantidad de veneno de alacrán, luego éste genera sus anticuerpos contra las toxinas del arácnido; después se saca sangre del cuadrúpedo, la cual se separa para procesar el suero y utilizar las moléculas necesarias que protegen al ser humano, sustancia que se concentra la formula del Alacramyn.

Esta manufactura es el primer biológico exportado hecho en México ahora a Estados Unidos. “Es un antiveneno que garantiza al cien por ciento salvar la vida humana si se aplica en las primeras dos horas”.

Las 70 gentes que actualmente mueren al año por picadura de alacrán, son porque viven en zonas alejadas, porque los papás no se dan cuenta del piquete a los niños durante la noche, o llegan demasiado tarde a las unidades de salud.

“Mucha gente genera un falso concepto de cómo tratar el piquete de alacrán, piensan que por tomar machacado de ajo u otro remedio casero salvarán su vida”, explicó.

CARACTERÍSTICAS DE ALACRÁN VENENOSO

Para identificar el nivel de peligro que una persona corre al ser picado por uno de estos animales ponzoñosos, el científico sugiere tres cosas: el área geográfica; la persona que es atacada en la zona de alto índice de alacranismo, en estados del Pacífico, el color; en general el alacrán peligroso es amarillento, color paja, y los segmentos abdominales, que son alargados en forma cilíndrica, estas características pueden ayudar si se puede ver al animal después de la picadura.

Los síntomas también son una forma de saber si el alacrán era venenoso, si la persona tiene problemas para respirar, secreción nasal y sensación de pelos en la garganta, muy probablemente el alacrán es peligroso.

LAS INVESTIGACIONES

El Dr. Possani Postay informa que con los estudios que se realizan en conjunto con sus colaboradores, ha logrado alrededor de 40 patentes registradas, entre las cuales están algunos antibióticos, péptidos inmunomoduladores e inmunoglobulinas de origen humano.

“El alacrán tiene muchas proteínas no estudiadas, el campo es muy amplio. Por lo pronto trabajamos en el mejoramiento del antiveneno que pone a la vanguardia a México en el mundo porque es de los mejores anticuerpos”. Tan es así que hay solicitudes de colaboración, como la de Marruecos que quiere estudios específicos con sus alacranes, sobre todo con los de la parte norte de África.

Con los trabajos en marcha, el científico guarda optimismo con la tarea de consolidación de los procedimientos experimentales y el desarrollo de estrategias y metodologías que permitan expresar las toxinas por las técnicas de DNA recombinantes para el proyecto relacionado con el paludismo.