Los antivenenos anti-elápidos son el pilar principal en la terapia de envenenamientos por causa de la mordedura de serpientes o de la picadura de animales ponzoñosos que ponen en riesgo la salud de un individuo. Con el objetivo de producir antivenenos más eficaces, se desarrolló un inmunógeno recombinante con estructura consenso, y secuencia única que representara a la estructura de las -neurotoxinas más letales de los venenos de las serpientes de la familia Elapidae, la estructura fue nombrada ScNtx.

La estructura ScNtx fue usada como inmunógeno en caballos, y el antiveneno producido mostro la capacidad de neutralizar el efecto letal de -neurotoxinas puras y también de venenos de serpiente de los géneros Dendroaspis (África), Micrurus (América), Naja (África y Asia), Ophiophagus (Asia), Pelamis (Océano Pacífico) y Walterinnesia (Medio Oriente).

Los venenos de serpientes representan un desafío en la elaboración de antivenenos por su complejidad proteica; significa que presentan una diversa mezcla de moléculas con múltiples propiedades farmacológicas. La mayoría de dichas moléculas son proteínas con actividades enzimáticas; sin embargo existen otras cuya función es independiente de esta actividad; por ejemplo, las -neurotoxinas y algunas fosfolipasas.

Las -neurotoxinas se encuentran principalmente en venenos de las serpientes de la familia Elapidae, a la que pertenecen las serpientes de coral o coralillos (América), las mambas (África), las cobras del género Naja (África y Asia), las cobras del desierto del género Walterinnesia (Medio Oriente), los taipanes y los búngarus (Oceanía), la cobra real del género Ophiophagus (Sureste Asiático) y las serpientes marinas (Océano Pacífico). La abundancia de las -neurotoxinas en las especies de elápidos depende de la especie, pero indudablemente tienen un papel crítico en el proceso del envenenamiento.

En general las -neurotoxinas no se neutralizan con facilidad en presencia de los antivenenos anti-elápido actuales, debido principalmente a su tamaño, su baja concentración dentro del mismo veneno y además porque son “camufladas” por la presencia de otras proteínas de mayor tamaño y abundancia como las fosfolipasas, presentando así una baja inmunogenicidad durante el proceso de generación de antivenenos.

Por otro lado, los antivenenos actuales son anticuerpos purificados del suero de animales (generalmente equinos) inmunizados con venenos completos; cuya efectividad depende principalmente de la capacidad de reconocer y neutralizar a los componentes más importantes de los venenos. Como consecuencia a la baja neutralización de las -neurotoxinas debido a su débil inmunogenicidad existe un reto perene para los investigadores y para los productores de laboratorio encargados del diseño de antivenenos anti-elápido. Es importante mencionar que en presencia de un antiveneno poco efectivo, la única solución es incrementar la dosis terapéutica. Ahora bien, tomando en cuenta su origen heterólogo (caballo), el riesgo de una respuesta provocada por un antiveneno anti-elápido puede aumentar en relación directa con la cantidad de viales empleados. Por tanto, el desarrollo de antivenenos más específicos tendrá repercusiones no solo en el manejo del envenenamiento, sino también en la salud del paciente.
Con la finalidad de explorar la efectividad de un antiveneno dirigido contra el componente más tóxico y letal de la familia Elapidae aunque no el más abundante, se desarrolló un antiveneno dirigido contra las -neurotoxinas. Se diseñó en el laboratorio una -neurotoxina sintética con propiedades genéricas y mejores capacidades inmunogénicas. Como primer paso, se analizaron todas las estructuras aminoacídicas reportadas para los venenos de los elápidos de mayor importancia médica del mundo. Con ello, se determinó una estructura que alberga todos los aminoácidos importantes para su composición y función, y otros deliberadamente empleados con altos índices de inmunogenicidad. Posteriormente, se sintetizó el gen, el cual a través de métodos biotecnológicos ha permitió expresar de manera recombinante la -neurotoxina consenso de estructura única, llamada ScNtx.

Al realizar métodos analíticos, espectroscópicos y fisiológicos, se comprobó la homogeneidad de la ScNtx en términos estructurales y farmacológicos. En la Figura 1 se muestra la estructura típica de las -neurotoxinas, las cuales presentan cuatro puentes disulfuro que mantienen un arreglo ordenado del cual protruyen tres bucles.

Mediante un esquema controlado y similar que se emplea para la generación de los antivenenos convencionales, la ScNtx fue utilizada para inmunizar caballos, y del suero hiperinmune se purificaron los anticuerpos anti-neurotoxina. El antiveneno experimental (AE) desarrollado se evaluó a través de su capacidad para evitar la muerte de animales modelo provocada por venenos de elápidos y de -neurotoxinas aisladas. Este fue efectivo neutralizando tanto a las -neurotoxinas aisladas como a la gran mayoría de los venenos de elápidos empleados. Para el caso de las serpientes de coral, principalmente las que se distribuyen en Centro América y América del Sur, fueron de los venenos mejor neutralizados; por el contrario, para el caso de las distribuidas en Norteamérica y algunas regiones de México, el AE no tuvo ningún efecto sobre su letalidad. Las cobras de África y las propias de Asia y Medio Oriente que son clasificadas como cobras verdaderas, esto para separarlas de las conocidas como cobras escupidoras fueron efectivamente neutralizadas, así como algunas mambas, el veneno de la cobra real y el de la serpiente marina Pelamis platura.

En el trabajo se evaluó de manera sistemática el papel que juegan las -neurotoxinas en la letalidad de elápidos. Por muchos años se ha propuesto que las -neurotoxinas juegan un papel secundario en el envenenamiento por serpientes de coral, y que el componente principal y agente letal más importante del veneno son las fosfolipasas neurotóxicas (del tipo A2: PLA2); no obstante, dicha afirmación es válida parcialmente, ya que hemos demostrado que para el caso de las coralillos del sur la letalidad de su veneno subyace en la acción de las -neurotoxinas y para las de las coralillos del Norte de América, sobre las PLA2. Lo mismo ocurre para el caso de las cobras escupidoras y algunas mambas, cuya potencia letal depende de la acción de otras moléculas principalmente con actividad enzimática.

Los resultados de estos experimentos han revelado nuevos componentes para tomarlos en consideración al momento de diseñar antivenenos con mayor cobertura. De forma sobresaliente, el antiveneno experimental basado en -neurotoxina de estructura consenso, tuvo la capacidad de neutralizar la letalidad de una amplia gama de venenos neurotóxicos de elápidos, principalmente, aquéllos cuya letalidad se subyace en las -neurotoxinas de cadena corta. Por primera vez se diseña y se obtiene un antiveneno de amplio espectro contra elápidos con base en una proteína recombinante y también se describe de manera directa que a pesar de que las -neurotoxinas no son los componentes mayoritarios de los venenos, sí son blancos esenciales en el tratamiento del envenenamiento. El diseño de otras moléculas bajo la misma metodología nos podrá acercar al sueño de Albert Calmette: el desarrollo de un antiveneno universal contra elápidos.

Guillermo de la Rosa Hernández / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Gerardo Corzo Burguete / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Departamento de Medicina Molecular y Bioprocesos, Instituto de Biotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México, UNAM. Avenida Universidad 2001, Cuernavaca Morelos, 62210, México.