Revista de Divulgación Científico-Tecnológica del Gobierno del Estado de Morelos

Los caballos y la producción de antivenenos

Dr. Gerardo Pável Espino-Solis / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Instituto de Biotecnología de la Universidad Nacional Autónoma de México, campus Morelos.
Archivo: Biotecnología

El envenenamiento causado por la mordedura o picadura de serpientes, arañas y alacranes es considerado un problema de salud pública en el mundo. Estos animales son responsables de millones de accidentes, lamentablemente un gran número de ellos son fatales. Afortunadamente en México se cuenta con antídotos de última generación para tratar el envenenamiento causado por estos animales. La manera en que se producen los antivenenos sin entrar en demasiados detalles consiste en inmunizar cabras, borregos o caballos con macerados de glándulas venenosas de arañas, serpientes y alacranes, en algunos casos con veneno. Una vez que los títulos de anticuerpos son los esperados (es decir, la cantidad y calidad requerida para ser anticuerpos neutralizantes), los anticuerpos del suero son purificados y digeridos para eliminar las fracciones constantes, seleccionando solamente las regiones variables que podrán ser después aplicados como tratamiento al envenenamiento causado por algún animal venenoso.
          Los antivenenos producidos en México son hechos en caballo, y hasta el momento es la mejor opción debido a que los equinos son animales de gran talla y la concentración de inmunoglobulinas en su suero es alta. De ellos es posible obtener hasta 9 litros de suero de animales (hiperinmune) por un proceso por medio del cuál la sangre es separada en suero y células y cuyo nombre es diaferesis,. Una de las dos compañías mexicanas encargadas de elaborar los antivenenos empezó un proceso de expansión de mercado y ahora está produciendo antivenenos para exportarlos a países en África, Sudamérica y Estados Unidos, por lo que se requiere de miles de dosis de antivenenos para cubrir tal demanda. Con el crecimiento del mercado, la compañía necesita un proceso de producción altamente eficiente y de bajo costo.
          Entre las principales dificultades que se presentan en el desarrollo de un antiveneno están la cantidad de material necesario para inmunizar a los caballos, el tiempo (el procedimiento de inmunización puede tardar más de tres meses) y los efectos secundarios en la salud del caballo, sobre todo cuando es tratado con el veneno de serpientes. Nuestro enfoque para eliminar estos problemas se basa en la idea de manipular al sistema inmune para hacerlo más reactivo a los inmunógenos (que provocan una respuesta inmunológica), esto implica la reducción del material biológico, y del tiempo en que la calidad y cantidad de anticuerpos sean óptimos.
         El sistema inmune puede describirse como una maquinaría de defensa del organismo que se encarga de eliminar agentes potencialmente patógenos al huésped. Nuestro trabajo esta dirigido a un grupo de células del sistema inmune que se conocen como células dendríticas. En la piel, en la capa de la epidermis se puede localizar una amplia red de células dendríticas; estas células fueron descritas por Paul Langerhans en 1868. Langerhans, las describe como parte del sistema nervioso.
Las células epidermales de Langerhans fueron un enigma para los dermatólogos por más de 100 años. En 1973, Inga Silberberg descubrió que las células epidermales descritas por Langerhans representan uno de los sistemas de defensa periféricos más efectivos del sistema inmune. En el mismo año, Ralph Steinman y Zanvil A. Cohn descubrieron otro tipo de células en el bazo de ratón; tratando explicar como se induce la inmunidad en este órgano encontraron una población de células con forma y movimiento inusuales. Estas células presentaban una morfología estrellada o en forma de árboles y les llaman dendríticas (Del griego dendron: que quiere decir árbol). Las células dendríticas están presentes en los órganos linfáticos, en los epitelios de la piel y en los aparatos digestivo y respiratorio, así como en la mayor parte de los órganos parenquimatosos. Estas células se identifican morfológicamente por sus proyecciones membranosas o espiculares, es decir que cuando se ven con microscopia electrónica pareciera que las células tienen como espinas o agujitas en la membrana. Son un punto crítico en el sistema inmune, hacen la función de centinelas que patrullan el cuerpo buscando invasores.
Estos irruptores pueden ser bacterias, virus o toxinas, que al ser capturados son convertidos en pequeños fragmentos llamados antígenos, que luego son expuestos en la superficie de estas células. Una vez que las células han procesado el antígeno migran hacia los nodos linfáticos o al bazo donde estimulan a otras células del sistema inmune para obtener como resultado una respuesta inmune robusta. Las células dendríticas sobresalen de otras células presentadoras de antígeno debido a su alta eficiencia en la captura, procesamiento, presentación de antígenos y porque proveen las señales de estímulo a otras células del sistema inmune. Por el papel tan importante que tienen estás células en la regulación de la respuesta inmune se han buscado estrategias para “entrenarlas” y de esta manera dirigir la maquinaria de defensa del organismo contra el o los antígenos de interés. Una gran variedad de tácticas se han empleado para “adiestrar” a las células dendríticas. Desde nuestro punto de vista la más exitosa consiste en dirigir los antígenos a las células dendríticas empleando anticuerpos monoclonales específicos contra receptores involucrados en procesos de internalización. La finalidad de emplear los anticuerpos como acarreadores del antígeno es hacer más eficiente su captura y por lo tanto su presentación.
          Por sus siglas en inglés esta tecnología se conoce como “targeting”. Con la estrategia del “targeting” ha sido posible estimular la respuesta inmune humoral (donde están involucrados los anticuerpos), porque se favorece la producción de anticuerpos dirigiendo a los antígenos a un receptor de la familia de las integrinas. Cuando se entrega el antígeno a las células dendríticas de ratones se obtienen altos títulos de anticuerpos en 7 días con una sola inoculación. Con estos antecedentes nos propusimos en desarrollar un sistema de direccionamiento de antígenos para caballos, para estimular la respuesta inmune de los caballos y acelerar el proceso en la obtención de los antivenenos. En la primera etapa del proyecto se aisló la secuencia del gen mediante el diseño de “primers” basados en secuencias reportadas para otros organismos, ya que en ese momento no se contaba con el genoma del caballo, la secuencia ya fue reportada por nuestro grupo en una revista especializada del tema.
Mediante el análisis estructural de la proteína fue posible hacer un diseño de péptidos sintéticos, con los que se obtuvieron anticuerpos con capacidad de reconocer a las células dendríticas de caballo. Los resultados obtenidos con los péptidos sintéticos nos dieron la pauta para continuar “cazando” a las células dendríticas del caballo. Con la ayuda de herramientas de biología molecular fue posible expresar uno de los dominios de esta integrina de caballo en E. coli, con esta proteína recombinante finalmente obtuvimos los anticuerpos monoclonales específicos contra un receptor que se expresa en la superficie de las células dendríticas de caballo. El siguiente paso es la caracterización y probar si alguno de estos anticuerpos es capaz de estimular la respuesta inmune del caballo, de tal manera que podamos obtener altos títulos de anticuerpos contra una toxina, con las ventajas descritas. A largo plazo estos anticuerpos podrán ser utilizados para caracterizar el sistema inmune de estos animales y la tecnología de direccionamiento de antígenos tendrá un aplicación biotecnológica inmediata para el desarrollo de vacunas de interés veterinario y humano.


El Dr. Gerardo Pável Espino-Solis es Investigador en estancia Postdoctoral en el laboratorio del Dr. Lourival D. Possani. Pertenece al Sistema Nacional de Investigadores con el Nivel 1 y es miembro del Sistema Estatal de Investigadores con el nivel B.