Investigadores del Scripps Research han creado un anticuerpo que puede neutralizar los efectos perjudiciales de las venenosas toxinas halladas en los venenos de diversas especies de serpientes que habitan en África, Asia y Australia.
El descubrimiento, revelado el 21 de febrero de 2024 en Science Translational Medicine, destaca la efectividad del anticuerpo al proteger a ratones del veneno usualmente letal de serpientes como las mambas negras y las cobras reales. La metodología empleada en esta nueva investigación se basó en variantes sintéticas de las toxinas generadas en el laboratorio, lo que permitió explorar una amplia gama de anticuerpos humanos en busca de aquel capaz de contrarrestar la acción de las toxinas. Este avance representa un paso crucial hacia la creación de un antídoto universal que pueda combatir eficazmente el veneno de cualquier serpiente.
El Dr. Joseph Jardine, líder del estudio y profesor adjunto de Inmunología y Microbiología en Scripps Research, comenta: «Este anticuerpo ataca una de las principales toxinas presentes en numerosas especies de serpientes, las cuales causan decenas de miles de muertes anualmente. Esto podría resultar invaluable para las poblaciones en países con ingresos bajos y medios, donde las mordeduras de serpientes representan una carga significativa de mortalidad y morbilidad».
Cada año, más de 100.000 personas, principalmente en Asia y África, pierden la vida a causa de mordeduras de serpientes, lo que las convierte en una amenaza más letal que la mayoría de las enfermedades tropicales desatendidas. Los antivenenos actuales se desarrollan mediante la inmunización de animales con veneno de serpiente, pero generalmente cada uno solo ofrece protección contra una especie específica. Esto implica la producción de una amplia gama de antivenenos para abordar las distintas necesidades regionales.
El equipo de Jardine había investigado previamente cómo los anticuerpos de amplio espectro contra el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) pueden ser eficaces al dirigirse a áreas del virus que son inmutables. Identificaron que el desafío de encontrar un antiveneno universal presentaba similitudes con su trabajo en la búsqueda de una vacuna contra el VIH. Al igual que las proteínas del VIH, que experimentan rápidas mutaciones y presentan pequeñas diferencias entre sí, los diversos venenos de serpientes exhiben suficientes variaciones como para que un anticuerpo que se enlace a uno de ellos no necesariamente funcione contra los demás. Sin embargo, al igual que el VIH, las toxinas de las serpientes también poseen regiones conservadas que no sufren mutaciones, y un anticuerpo dirigido hacia estas regiones podría tener eficacia contra todas las variantes de la toxina.
En su más reciente investigación, los científicos aislaron y compararon las proteínas venenosas de diversas especies de elápidos, un grupo clave de serpientes venenosas que incluye mambas, cobras y kraits. Durante el proceso, identificaron que un tipo específico de proteína conocida como toxina de tres dedos (3FTx), presente en todas las serpientes elápidas, exhibía secciones con similitudes entre las diferentes especies. Estas proteínas 3FTx, reconocidas por su alta toxicidad y su capacidad para inducir la parálisis total del cuerpo, emergieron como un objetivo terapéutico prometedor.
En su búsqueda de un anticuerpo capaz de neutralizar la acción de la 3FTx, los investigadores desarrollaron una plataforma innovadora que permitía la expresión de los genes de 16 variantes de la 3FTx en células de mamífero, lo que facilitaba la producción de estas toxinas en el laboratorio.
Posteriormente, el equipo exploró una biblioteca compuesta por más de cincuenta mil millones de anticuerpos humanos distintos, evaluando su capacidad para unirse a la proteína 3FTx proveniente del Bungarus caeruleus (krait), la cual presentaba mayores similitudes con otras variantes de la 3FTx. Este proceso permitió reducir la búsqueda inicial a aproximadamente 3.800 anticuerpos. Seguidamente, se analizaron estos anticuerpos para determinar su capacidad de reconocimiento de otras cuatro variantes de la 3FTx. Entre los 30 anticuerpos identificados en este análisis, uno se destacó por su firme interacción con todas las variantes de la toxina: un anticuerpo denominado 95Mat5.
«Logramos identificar un pequeño porcentaje de anticuerpos con una capacidad de reacción cruzada con todas estas toxinas», señala Irene Khalek, científica de Scripps Research y principal autora del nuevo estudio. «Este logro solo fue posible gracias a la plataforma que desarrollamos para examinar nuestra biblioteca de anticuerpos frente a múltiples toxinas de forma simultánea.»
Los investigadores evaluaron el efecto del 95Mat5 en ratones que fueron inyectados con toxinas de la krait de muchas bandas, la cobra india, la mamba negra y la cobra real. En todos los casos, los ratones que recibieron una inyección de 95Mat5 simultáneamente no solo sobrevivieron, sino que también evitaron la parálisis.
Al investigar en detalle por qué el 95Mat5 era tan efectivo en bloquear las diferentes variantes de la 3FTx, los científicos descubrieron que este anticuerpo imitaba la estructura de una proteína humana a la que normalmente se une la 3FTx. Resultó intrigante observar que los anticuerpos de amplio espectro contra el VIH, previamente estudiados por los investigadores, también operaban mediante la imitación de una proteína humana.
«Es asombroso cómo el sistema inmunitario humano ha encontrado soluciones muy similares para dos problemas tan diferentes», comenta el investigador. «Además, es emocionante ver que podemos generar un anticuerpo efectivo de manera totalmente sintética, sin recurrir a la inmunización de animales o al uso de serpientes».
A pesar de que el 95Mat5 muestra eficacia contra el veneno de todas las serpientes elápidas, no es capaz de neutralizar el veneno de las víboras, otro grupo importante de serpientes venenosas. El equipo liderado por Jardine está actualmente en la búsqueda de anticuerpos de amplio espectro contra otra toxina elápida, así como contra dos toxinas de víbora. Existe la sospecha de que combinando el 95Mat5 con estos otros anticuerpos, se podría lograr una protección amplia contra la mayoría, o incluso todas, las especies de serpientes venenosas.
«Creemos que un cóctel compuesto por estos cuatro anticuerpos podría servir como un antiveneno universal contra todas las serpientes de importancia médica en el mundo», afirma Khalek.