La próxima generación de anti-venenos contra la picadura de alacrán: anticuerpos producidos en el laboratorio

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Los venenos de alacranes son una mezcla compleja de sustancias, muchas de las cuales no son tóxicas a los humanos.…

Los venenos de alacranes son una mezcla compleja de sustancias, muchas de las cuales no son tóxicas a los humanos. Los componentes tóxicos son principalmente proteínas, es decir mega moléculas constituidas por unidades menores llamadas aminoácidos. Las proteínas se encuentran en todos los organismos y son responsables del adecuado funcionamiento de cada célula. Las principales toxinas causantes del envenenamiento, tienen un tamaño aproximado de 66 aminoácidos. Debido a su relativamente pequeña talla, se distribuyen rápidamente a través del torrente sanguíneo llegando a sus moléculas blanco, los llamados canales iónicos. Estos poros moleculares permiten el paso de átomos cargados como el ión sodio (Na + ).


Diferentes formatos de anticuerpos. Ig, anticuerpo completo; F(ab’) 2 , producto de la eliminación del fragmento Fc con la enzima pepsina; scFv, anticuerpo de cadena sencilla; VH, región variable de la cadena pesada; VL, región variable de la cadena ligera; CL1,región constante de la cadena ligera; CH1-3, regiones constantes de la cadena pesada.

De las cantidades óptimas de este ión dentro y fuera de las células, depende el buen funcionamiento de las mismas. Las toxinas del veneno afectan la actividad de los canales iónicos causando un desequilibrio que trae como consecuencia una serie de síntomas de intoxicación, los cuales pueden llegar a causar la muerte. La neutralización de las toxinas debe ocurrir en el menor tiempo posible, para evitar la muerte del paciente intoxicado.
Desde hace aproximadamente 100 años, se usaban ya los anti-venenos (PRIMERA GENERACIÓN), los cuales se obtenían al inyectar extractos de veneno en caballos, los cuales producen anticuerpos contra los componentes del veneno. Esta generación de anti-venenos estaba constituida por el suero de la sangre de los caballos inmunizados.

Una vez separado el suero de las células de la sangre, era desecado y así aplicado a los pacientes, previa valoración de su efectividad. Esta generación de anti-venenos, provocaba hipersensibilidad en algunos de los pacientes tratados, asumiendo que era debida a la presencia en el suero, de altas cantidades de proteínas distintas a los anticuerpos (Igs, inmunoglobulinas).
Ante esta situación, los científicos se vieron obligados a mejorar los anti-venenos de primera generación, creando la SEGUNDA GENERACIÓN, considerando que si el problema era la presencia de grandes cantidad de proteínas distintas a los anticuerpos, tendría que eliminarse del suero todo lo que no fuera inmunoglobulinas. Sin embargo, a pesar de inyectar ahora inmunoglobulinas puras, las consecuencias seguían siendo similares a las de la primera generación, lo cual los orilló a realizar investigaciones que les ayudaron a determinar cuál era el problema. Así, se eliminaron varios segmentos de los anticuerpos, demostrando que el “fragmento cristalizable” , era el causante del problema.
Este esfuerzo dio lugar a la TERCERA GENERACIÓN de antivenenos (vigente en la actualidad), conocida como faboterápicos, una mezcla de F(ab ́) 2 de caballo, es decir, Igs carentes del fragmento Fc dirigidos contra todos los componentes del veneno (incluyendo componentes no tóxicos).
Para lograr la neutralización de las toxinas en los pacientes envenenados, se administra una cantidad considerable de anti-veneno, lo cual implica introducir altas concentraciones de anticuerpos de caballo al humano. Pensando en el mejoramiento de la terapia actual se decidió crear un nuevo anti-veneno más específico y seguro. Este último iría dirigido exclusivamente contra las toxinas más abundantes y tóxicas de las especies más ponzoñosas de alacranes mexicanos.
Un anticuerpo completo (Ig, ver figura) es una molécula de tamaño considerable (150,00 unidades de peso molecular) y de estructura modular, es decir, formada por dos tipos de proteínas llamadas cadena pesada y cadena ligera, por su tamaño relativo (ver figura). A su vez, cada cadena está conformada por al menos dos segmentos: una región variable (VH para referirse a la cadena pesada; VL para la ligera) y una región constante. La interacción de las regiones variables entre sí, permite la formación del sitio de acoplamiento a su molécula blanco, el antígeno, que en nuestro caso son las toxinas del veneno.
Basado en este conocimiento de la estructura modular de los anticuerpos, decidimos producir en el laboratorio sólo el segmento variable de cada cadena (VH+VL), unidos por un segmento conector (scFv, ver figura). Se denominan anticuerpos recombinantes de origen humano a los anticuerpos fabricados en el laboratorio por técnicas de biología molecular a partir de material genético humano y usando bacterias como las fábricas moleculares. Esta versión moderna de los anticuerpos, en la cual solamente está presente la parte funcional de los anticuerpos de origen humano, reduce al mínimo la posibilidad de reacciones adversas posteriores a la administración del mismo.
El scFv (ver figura), mantiene la capacidad de reconocimiento al antígeno, similar a la de un anticuerpo completo, pero es más fácil de manipular.
Este formato tendría varias ventajas frente a los anticuerpos completos debido a que tiene una más rápida distribución en el organismo, y también una mayor eliminación de las toxinas capturadas.
Como el envenenamiento se produce muy rápido, la rápida llegada de este formato de anticuerpos a los canales iónicos, evita que las toxinas se peguen, evitando así el envenenamiento.
Actualmente contamos con un conjunto de anticuerpos tipo scFv que son capaces de neutralizar las principales toxinas y los venenos de dos de las 3 especies más tóxicas y que causan el mayor número de accidentes en México: Centruroides noxius, Centruroides suffusus suffusus y de la tercera, Centruroides limpidus limpidus, estamos en vías de lograrlo.

Referencias:

Baltazar B. (2010). La próxima generación de anti-venenos contra la picadura de alacrán: anticuerpos producidos en el laboratorio. Unión de Morelos, pp.35-36.
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Cómo citar: Autor, C., Baltazar Becerril Luján (2018, 16 de Julio ) La próxima generación de anti-venenos contra la picadura de alacrán: anticuerpos producidos en el laboratorio. Conogasi, Conocimiento para la vida. Fecha de consulta: Abril 18, 2021

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