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INMUNOLOGÍA

El veneno que llega a casa sobre largas patas

Un equipo del Instituto Butantan prueba un nuevo suero y una pomada contra lesiones ocasionadas por picaduras de araña marrón

Diez años atrás, al empezar a estudiar a las arañas marrones, las especies más venenosas de Brasil, la bióloga Denise Tambourgi pasó tres noches sin dormir, muriéndose de miedo de ser picada. Sucede que ella había encontrado uno de estos bichos escondido en un baúl, al pie de su cama, durante una expedición de colecta a una hacienda del municipio de Telêmaco Borba, estado de Paraná. Aun en la actualidad, Denise no se acostumbra con estos animalitos de piernas largas y finas, a veces muy pequeños a punto tal de casi no vérselos. Si bien no son agresivos, y solamente atacan cuando se los toca, causaron alrededor de 8 mil casos de envenenamiento por año en 2003 y 2004 en Brasil, con dos muertes, una en Santa Catarina y otra en Goiás.

Con todo, durante este tiempo Denise ha avanzado bastante en la investigación de estas arañas. Con su equipo del Laboratorio de Inmunoquímica del Instituto Butantan, ha descifrado los principales componentes del veneno; descubrió cómo éste actúa y desarrolló dos nuevos tratamientos, capaces de neutralizar la acción de las toxinas en el cuerpo humano. Uno de éstos es un nuevo suero, que actualmente se encuentra en fase de pruebas in vitro y ensayos en animales, específico contra el veneno de especies de arañas marrones halladas en Brasil. Este nuevo suero antiloxoscélico, producido a base de esfingomielinasa, la proteína que efectivamente provoca daños en el cuerpo humano, descubierta en 1998 por el equipo del Butantan, podrá erigirse en alternativa al usado actualmente, el antiaracnídico, preparado únicamente con el veneno extraído de una de éstas, la Loxosceles gaucho, y empleado también contra la picadura de escorpiones y arañas armaderas (Phoneutria).

El otro tratamiento se basa en una pomada para las lesiones provocadas por el veneno de estas arañas en la zona de la picadura y que pueden tardar hasta ocho meses para curarse – dependiendo de la extensión de la necrosis, se hace necesario a veces un implante de piel. Y el estrago puede ser aún mayor: al caer en el torrente sanguíneo, algunos microgramos de la sustancia son capaces de destruir los glóbulos rojos de la sangre – los hematíes –, comprometer el funcionamiento de los riñones y llevar a la muerte. La pomada del Butantan contiene tetraciclina, un antibiótico que actúa como inhibidor de las enzimas accionadas por las toxinas de la araña, y redujo en un 75% el desarrollo de necrosis de la piel, de acuerdo con pruebas efectuadas en conejos. Actualmente se trata estas lesiones con la aplicación de suero y medicamentos específicos, como los corticosteroides. “El tratamiento ideal contra las picaduras de araña marrón será un suero bastante específico y polivalente que neutralice la acción del veneno de varias especies, sumado a antiinflamatorios y a un inhibidor de proteasa (la enzima capaz de romper proteínas)”, afirma Denise.

Los sueros actuales neutralizan las toxinas en circulación en el organismo humano, pero no son muy eficaces para tratar las lesiones de la piel. La razón de esto es que, como la picadura de la araña marrón es indolora y la reacción local no se manifiesta inmediatamente, las personas recién van por ayuda cuando la lesión en la piel ya se ha instalado. Entonces la necrosis de los tejidos no es ya consecuencia del veneno, sino de las reacciones del propio organismo. Tal como el equipo del Butantan verificó, una proteína del veneno de la araña marrón, la esfingomielinasa, ejerce un papel clave en la muerte de los tejidos de la piel. Esta toxina activa a otras proteínas en el interior de las  células de la piel, que destruyen a las propias células y, consecuentemente, al tejido, de acuerdo con un estudio llevado a cabo por Danielle Paixão Cavalcante, integrante del equipo de Denise, publicado en mayo de este año en el Journal of Investigative Dermatology.

Actualmente, el suero antiaracnídico no logra impedir completamente la acción del veneno de las tres especies de araña marrón que causan más accidentes en Brasil: la Loxosceles intermedia, la L. laeta y la L. gaucho. Y hay otro problema, que dificulta su producción: la cantidad de veneno extraído de una Loxosceles es muy pequeña, de alrededor 30 microgramos – para inmunizar un caballo durante la preparación del suero es necesario aplicar unos 20 miligramos, una cantidad casi 700 veces mayor. Pero el farmacéutico Matheus Fernandes Pedrosa, en colaboración con Paulo Lee Ho y Inácio Junqueira, del Centro de Biotecnología del Butantan, resolvió este problema en 2002, al clonar el gen que contiene la receta de la producción de la proteína esfingomielinasa de L. laeta, una especie hallada en el sur de Brasil, y en diversos países de América del Sur, Central y del Norte, cuyo veneno es el más tóxico entre todas las del género. Este trabajo, publicado ese mismo año en Biochemical and Biophysical Research Communication, fue la primera clonación del gen de esfingomielinasa a nivel mundial.

El año pasado, Denise y colegas de su equipo y de la Facultad de Medicina de la Universidad de Wales, Cardiff, Reino Unido, dieron otro paso importante con miras a aumentar la producción de toxinas y suero: lograron copiar el gen de dos proteínas esfingomielinasa de Loxosceles intermedia, responsable de más del 95% de los casos de envenenamiento en el país, la mayoría de ellos en Paraná – en dicho estado, esta especie aparece en todas partes: en las casas y en los edificios. El proceso de clonación, descrito en Molecular Immunology, amplió la producción de veneno cinco mil veces: cada litro de solución con las bacterias genéticamente modificadas, a cuyo genoma se le adicionó el gen de la esfingomielinas, rinde aproximadamente 15 miligramos de proteína.

Al probarlo en conejos, el suero elaborado con proteínas de las especies L. laeta y L. intermedia demostró su eficacia. El próximo paso consistirá en obtener un antídoto que contenga las esfingomielinasas de varios tipos de araña marrón. “Un suero polivalente es la manera más eficaz de neutralizar el veneno de cada una de las especies”, afirma Denise. Su equipo, asociado al grupo de Hisako Higashi, de la División de Producción del Butantan, ha empezado a comparar el grado de eficiencia del nuevo suero polivalente con el antiaracnídico tradicional, producido en el Butantan y distribuido en todo el país. Estos estudios indicarán si realmente vale la pena reemplazar el actual suero y fabricar el nuevo compuesto en gran escala.

Contra los hematíes
Fue también con la colaboración de un equipo de la Universidad de Wales que Denise, Rute de Andrade y Fábio Magnoli, del Butantan, develaron hace cinco años el mecanismo mediante el cual la esfingomielinasa causa la destrucción de las  células rojas de la sangre. La esfingomielinasa, que había sido identificada por Denise dos años antes, hace que los hematíes sean tomados como un agente extraño en el organismo y, por esa razón, eliminados por el sistema inmunológico, de acuerdo con artículo publicado en 2000 en la revista Blood.

Cuando una persona sufre una picadura de araña marrón, la esfingomielinasa del veneno se conecta a los hematíes, rompe un lípido – un tipo de grasa –, llamado esfingomielina y altera el funcionamiento de estas células. Este desorden químico pone en acción a algunas enzimas, que cortan otras proteínas llamadas glicoforinas. Al romperse, las glicoforinas pierden ácido siálico, que hace que uno de los mecanismos de defensa del organismo, el llamado sistema del complemento, vea a los hematíes como invasores y los destruya. “Todas las proteínas consideradas importantes en la regulación de un componente del sistema inmune, el sistema del complemento, estaban intactas en la superficie de los hematíes”, comenta Denise. El descubrimiento de este mecanismo redimensionó el papel de las glicoforinas en los hematíes y en el control de esta parte del sistema de defensa del organismo.

Al entender el mecanismo de acción del veneno y clonar el gen de diferentes esfingomielinasas, se hizo más sencillo obtener la estructura molecular de esta proteína, que aparece en forma de barril. El equipo de Denise, en colaboración con el grupo encabezado por el biofísico Raghuvir Arni, de la Universidad Estadual Paulista (Unesp) de São José do Rio Preto, hizo un cristal de la proteína obtenida de la Loxosceles laeta. Con este trabajo, publicado en abril de este año en el Journal Biological Chemistry, se hace posible identificar los puntos activos de la proteína y, a partir de allí, proyectar otros medicamentos capaces de combatir el veneno de la araña marrón.

La gravedad del envenenamiento varía de acuerdo con el tipo de araña y de la propia víctima de la picadura. Las arañas adultas suelen provocar accidentes más graves que con las más jóvenes, pues el volumen y la concentración de toxinas en el veneno aumentan con el tiempo de vida. El veneno de los machos tiene menos poder de acción que el de las hembras, en general más robustas. Los casos más benignos son causados por machos de la especie L. gaucho, y tanto que los más serios son de hembras de L. laeta. En lo que hace a las personas, el grado de envenenamiento varía de acuerdo con la edad de la víctima, su constitución genética y la zona afectada. Por motivos aún no entendidos totalmente por los expertos, algunas personas presentan reacciones generalizadas, como coagulación diseminada y rotura de hematíes, que pueden resultar en una falencia renal y llevar a la muerte.

En Latinoamérica, la mayor parte de las víctimas fatales corresponde a niños, en especial picados por la L. laeta. En Brasil, la mortalidad parece ser menor, y generalmente es causada por la araña marrón de la especie L. intermedia.

“Alrededor del 80% de los accidentes registrados en el estado de Paraná se refiere a la ciudad de Curitiba”, dice Marcelo Santalucia, de la Fundación Nacional de Salud (Funasa), organismo dependiente del Ministerio de Salud que recibe los casos notificados por los municipios. “Una vez que se ha realizado la investigación, la mitad de los casos se descarta, pero no se limpia el banco de datos, cosa que únicamente el municipio puede hacer”. Con todo, Denise Tambourgi cree que los síntomas provocados por la picadura de araña marrón muchas veces se confunden con los que causan las infecciones bacterianas o las reacciones alérgicas. “En muchas regiones”, dice la investigadora, “los casos de envenenamiento probablemente se tratan como infecciones bacterianas”.

Diferencias aparte, nadie que conozca a las arañas marrones pone en duda su potencial tóxico, que los habitantes de Curitiba y otras ciudades de Paraná han aprendido a respetar. Pero los turistas y guías del Parque Estadual y Turístico del Alto Ribeira (Petar), ubicado en el sur del estado de São Paulo, no sabían que aquellas cavernas también eran habitadas por estas arañas. Los investigadores del Butantan no sabían si el veneno de la Loxosceles adelaida, que vive en ambientes silvestres, como las mentadas cavernas, era tan peligroso como el de las otras especies de ambientes urbanos. La bióloga Rute de Andrade confirmó que efectivamente había arañas de esta especie en el Petar, luego de recorrer 22 cavernas de dicho parque y hallar ejemplares de L. adelaida en todas. Ella junto al zootecnólogo Fernando Pretel confirmaron que su veneno es tan tóxico como el de las demás arañas del mismo género. Fue una descubrimiento importante, que los investigadores del Butantan trataron de divulgar, con el apoyo, en el propio instituto, del equipo del Centro de Toxinología Aplicada (CAT), uno de los Centros de Investigación Innovación y Difusión (Cepid, sigla en portugués) subvencionados por la FAPESP. El año pasado, los biólogos alertaron sobre este peligro en charlas con guías turísticos y mediante la distribución folletos en las municipalidades, en las posadas y en los hoteles del propio parque, cuyas cavernas reciben 16 mil turistas anualmente. “La Loxosceles adelaida tienen un comportamiento diferente que las otras arañas marrones. Son sumamente activas, y se meten en las mochilas y dentro de la ropa”, advierte Denise. “Es importante lograr que el trabajo científico llegue a la sociedad.”

Los proyectos
Mecanismos moleculares de la hemólisis inducida por el veneno de las arañas Loxosceles intermedia y Loxosceles en el área cárstica de Vale do Ribeira: identificación de la fauna, caracterización biológica e inmunoquímica de los venenos, estudio de los mecanismos de acción de las toxinas
Coordinadora
Denise Vilarinho Tambourgi – Instituto Butantan
Inversión
R$ 162,221,96  y R$ 251.402,01  FAPESP
R$ 500.000 Wellcome Trust

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