Los científicos convierten en fármacos las sustancias
mortíferas que inyectan algunos reptiles
Taipanes del interior,
víboras mortales, cobras y otras especies de serpientes entran en los
laboratorios, donde los expertos investigan sus venenos mortíferos y cómo
llegaron a serlo. La clave reside en la historia biológica. El científico Brian
Fry está descifrando la evolución de los venenos de serpiente en los últimos 60
millones de años.
La serpiente taipan, un
reptil de tres metros de largo del interior de Australia, no es el tipo de
criatura al que la mayoría de la gente querría molestar. Gota a gota, su veneno
es el más mortífero del mundo. Sus víctimas se derrumban en segundos y sufren
una muerte rápida.
Brian Fry, biólogo de la
Universidad de Melbourne, no es como la mayoría de la gente. No sólo molesta a
las taipanes del interior, sino que las caza en los campos de caña de azúcar,
los inmoviliza y los mete en bolsas. Más tarde extrae el veneno de sus
colmillos. Además de las taipanes del interior, Fry recoge veneno de víboras
mortales, serpientes de cascabel, serpientes marinas, cobras rey y muchas
otras. Calcula que manipula entre 2.000 y 3.000 serpientes al año.
"Trabajar con algunas de estas serpientes es la mayor descarga de
adrenalina que puedas experimentar", reconoce.
Pero la adrenalina no es
lo que mueve a Fry, de 34 años. Él cree que reconstruir la historia evolutiva
de los venenos conducirá a avances médicos. En los últimos 35 años, los
científicos han convertido el veneno de las serpientes en fármacos. El pasado
febrero, Fry y sus colegas presentaron una patente para una sustancia hallada
en el veneno de la taipan del interior que puede ayudar en el tratamiento de la
insuficiencia cardiaca congestiva. Las serpientes producen veneno en glándulas
especiales a ambos lados de la mandíbula. Cuando atrapan a su presa, aprietan
la glándula y escupen el líquido. En algunas especies, el veneno se vierte en
la herida. En otras, como las cobras y las taipanes del interior, el veneno
penetra primero en los colmillos huecos y luego en la presa. Una vez que los
compuestos del veneno penetran en la presa, se convierten en asesinos,
bloqueando receptores concretos en la superficie de las células o proteínas
específicas del flujo sanguíneo. Algunas moléculas del veneno pueden taponar
los canales que utilizan las células musculares para recibir señales de las
neuronas para que se contraigan y sin el los músculos se vuelven flácidos, lo
que provoca asfixia. Otros venenos hacen que el sistema inmunológico caiga en
barrena. Y otros relajan las paredes de los vasos sanguíneos, causando
conmociones y hemorragias. En lugar de recurrir a uno de esos ataques, la
mayoría de serpientes venenosas produce un cóctel de sustancias.
Muchos investigadores
afirman que distintas especies de serpientes venenosas, pequeñas serpientes de
cascabel y cobras desarrollaron el veneno independientemente, ya que observaron
que los parientes cercanos de estas serpientes venenosas no lo eran.
Fry descubrió que estaban
equivocados. "La mayoría de las serpientes que no consideramos venenosas
en realidad lo son", explica. Las culebras de jaretas y muchas otras
serpientes supuestamente no venenosas en realidad producen pequeñas cantidades
de veneno, pero eso no significa que las culebras de jaretas sean peligrosas.
"Sólo necesitan es aturdir a una rana o ralentizarla un poco", dice.
Estos hallazgos le
alentaron a realizar un estudio a gran escala sobre la evolución del veneno de
las serpientes. Su proyecto habría sido imposible hace unos años, ya que los
métodos tradicionales para identificar nuevos venenos son muy lentos. Pero la
tecnología desarrollada para el Proyecto del Genoma Humano ha supuesto un
cambio. "En lugar de pasarme dos meses para realizar dos o tres secuencias
proteínicas, en un mes puedo hacer 2.000", afirma.
Él identifica los agentes
que son activos en las células glandulares del veneno, y luego lee su secuencia
de ADN. Aproximadamente la mitad de los genes activos en una célula glandular
del veneno producen proteínas de mantenimiento conocidas, que son esenciales
para cualquier célula animal. Casi todas las demás son venenos.
Fry ha hecho árboles
evolutivos de estos genes del veneno que indican que el veneno en realidad se
desarrolló una sola vez en las serpientes. Empezó siendo producido a niveles
bajos; más tarde, algunas desarrollaron una mordedura más mortífera. Las que
desarrollaron veneno ya no tenían que recurrir únicamente a la opresión y otras
formas de someter físicamente a su presa. Esta adaptación ha liberado a las
serpientes "de ser musculosas, de los movimientos lentos y de tener que
matar a sus presas utilizando la opresión", dice Fry. "Pueden ser
ligeras, ágiles, atléticas y ocupar cualquier hueco en el fondo del océano o en
la copa del árbol más alto".
La investigación de Fry
también ha vertido luz sobre el origen de las sustancias del veneno. Varios
científicos han sugerido que las toxinas del veneno son proteínas de la saliva.
Señalan que las proteínas ordinarias de la saliva pueden empezar a descomponer
comida en la boca y quizá todo lo que hizo falta para convertirlas en venenos
fue una ligera mutación. Pero Fry afirma en Genome Research, que el ADN de los
genes del veneno contradice esta idea. Él ha elaborado árboles evolutivos de 24
genes venenosos, buscando sus parientes cercanos entre genes no venenosos. Sólo
en dos casos descubrió que los genes del veneno partían de genes de la saliva.
En casi todos los demás casos, los genes del veneno evolucionaron de otros
ajenos a la glándula venenosa, por ejemplo de la sangre, el cerebro o el hígado.
La evolución de un gen
venenoso típico puede comenzar con la duplicación accidental de un gen activo
en otro órgano. En un proceso conocido como reclutamiento genético, una de
estas copias posteriormente muta y empieza a fabricar proteínas en la glándula
venenosa. En algunos casos, estas proteínas prestadas resultan ser
perjudiciales cuando se le inyectan a la presa de una serpiente. Después la
selección natural favorece las mutaciones que hacen estas proteínas más
letales. Investigaciones anteriores sobre el veneno habían ofrecido indicios de
que algunas toxinas podrían haber evolucionado de este modo, pero nada más. Por
ejemplo, Elazar Kochva, zoólogo de la Universidad de Tel Aviv, y sus colegas,
habían observado algunas similitudes entre el veneno del áspid de madriguera y
ciertos enzimas en mamíferos.
El experto australiano ha
determinado que las moléculas venenosas que ha aislado de las taipanes
evolucionaron a partir de una familia de proteínas llamadas péptidos
natriuréticos, que en serpientes, humanos y otros vertebrados relajan los
músculos que rodean al corazón. En los ancestros de las taipanes del interior,
los genes de los péptidos natriuréticos empezaron a fabricar estas proteínas en
las glándulas venenosas y con el tiempo, su capacidad de relajación muscular
aumentó. Ahora pueden impedir por completo la contracción de la aorta de su
presa. "Reducen la presión sanguínea, lo cual deja sin sentido a la
presa", explica Fry. "Eso da a las toxinas lentas, pero más letales,
la posibilidad de ejercer su efecto". Estas toxinas más lentas crean
multitud de coágulos en el flujo sanguíneo de la presa, provocando numerosas
apoplejías.
Fry y sus colegas exponen
su trabajo en Biochemical y Biophysical Research Communications. Están
estudiando las toxinas que relajan el corazón para el tratamiento de
insuficiencia cardiaca congestiva. Al relajar los vasos sanguíneos que rodean
al corazón, quizá sea posible aumentar el flujo de sangre que sale de él, y
cómo han evolucionado a partir de proteínas que sólo actúan sobre el corazón,
probablemente no supondrán riesgo para otras partes del cuerpo. Fry espera que
todo esto lleve a la protección de las serpientes. "Si acabas con las
serpientes, podrías estar matando el próximo fármaco milagroso", afirma.
Nota tomada de DIARIO EL PAÍS de España:
https://elpais.com/diario/2005/04/20/futuro/1113948001_850215.html
