Imprimir Republicar

Bioquímica

La cura en el veneno

Toxina de la urutu actúa como cicatrizante y en la formación de los vasos sanguíneos

Una proteína encontrada en el veneno de la serpiente urutu (Bothrops alternatus) demostró en testes potencial para actuar como cicatrizante y regenerador de tejidos dañados, como en los casos de infarto del miocardio. Dependiendo de la concentración empleada, la alternagina-C o ALT-C, nombre dado a la toxina aislada del veneno, tanto puede promover como inhibir la formación de nuevos vasos sanguíneos. Son dos efectos opuestos, dice la profesora Heloísa Sobreiro Selistre de Araújo, del Departamento de Ciencias Fisiológicas de la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar), coordinadora de un grupo que investigan venenos de serpiente para el aislamiento de compuestos naturales y aplicaciones farmacéuticas.

En bajas concentraciones, la proteína aislada promueve la formación de nuevos vasos, lo que convierte a la molécula candidata al desarrollo de medicamentos para el tratamiento de patologías que traen como resultado una vascularización inadecuada, como infartos, heridas de difícil cicatrización en los miembros inferiores, principalmente en diabéticos, y hasta una disfunción eréctil. En altas concentraciones, ella inhibe la formación de nuevos vasos, actividad interesante para los tratamientos de cáncer y de metástasis. Aunque los dos efectos hayan  sido verificados en los testes in vitro e in vivo con camundongos, (pequeños ratone de laboratorio), los investigadores están concentrando los estudios en las actividades de regeneración de tejidos presentadas por la toxina, que mostraron ser más prometedoras.

Dos empresas del área farmacéutica demostraron interés en hacer una asociación con la universidad para trabajar en el desarrollo de la nueva molécula. El laboratorio de la UFSCar estará encargado de todos los testes hasta la etapa de ensayos pre-clínicos, que consiste en ensayos con animales mayores. En la fase de los testes clínicos, con humanos, que será hecha por la empresa, los investigadores van a producir y suministrar la cantidad de proteína necesaria. Antes de la formalización del compromiso con la universidad, las empresas aguardan los resultados de nuevos testes, más específicos, para evaluar cual es el rango de seguridad de concentración de la proteína. Esos testes son necesarios porque es muy tenue la línea que separa el efecto deseado del efecto tóxico, dice Heloísa.

Herraduras alternadas
La elección de la urutu ocurrió porque los investigadores querían trabajar con una serpiente típicamente suramericana. Además de en  Brasil, ella es encontrada en la Argentina, en Uruguay y en Paraguay. Del mismo género de la yarará (Bothrops), ella recibe la denominación alternatus por causa de los diseños distribuidos por su cuerpo, en forma de herraduras alternadas. Al principio sólo sabíamos de los efectos como consecuencia del envenenamiento, dice el investigador Oscar Henrique Pereira Ramos, que comenzó a participar de la investigación durante su maestría y doctorado, realizados en el Laboratorio de Bioquímica y Biología Molecular del Departamento de Ciencias Fisiológicas de la UFSCar. Hoy él hace el pos-doctorado en el Laboratorio de Biofísica y Bioquímica del Instituto Butantan. Los efectos posteriores a la picada de la urutu son principalmente hemorrágicos, locales o sistémicos. Cuando son sistémicos, pueden producir toxicidad en el riñón, llevando a la carencia renal, y hemorragia en el cerebro o en los pulmones.

Percibimos que el veneno tenía algunos componentes bastante activos, dice Ramos. Entre esos componentes están las desintegrinas, proteínas que interactúan  con las integrinas, una clase de moléculas de adhesión localizadas en la superficie celular. Los procesos adhesivos ocurren cuando una célula hace contacto con la otra o con la matriz extracelular. Esas interacciones son fundamentales para diversos procesos biológicos, como diferenciación celular, desarrollo embrionario, respuesta inmunológica, manutención de la estructura celular, cicatrización de heridas y formación de metástasis.

La búsqueda de proteínas de interés llevó a la toxina alternagina-C, una desintegrina aislada por primera vez por la investigadora Dulce Helena Ferreira de Souza, que hacia su pos-doctorado en el laboratorio y hoy es profesora del Departamento de Química de la UFSCar. La toxina altera el comportamiento celular porque ella se liga a los receptores de superficie, en el caso las integrinas, y dispara una cascada de señalización dentro de la célula que culmina con la alteración en la expresión de ciertos genes. Algunas proteínas que son activadas dentro de la célula y algunos genes que pasan a ser más o menos exprimidos  dentro de las células ya fueron testados por la investigadora Márcia Regina Cominetti, de la UFSCar, e identificados en relación a los efectos cicatrizantes. Los ensayos biológicos sobre la actividad de la toxina en las células endotelianas del cordón umbilical fueron liderados por la profesora Verônica Maria Morandi da  Silva, del Instituto de Biologia de la Universidad Estadual de Río de Janeiro (Uerj). Las células endotelianas forman los capilares sanguíneos y son ellas que necesitan dividirse para permitir el crecimiento de los nuevos vasos.

Efecto reproducido
Estudios hechos con camundongos comprobaron el efecto de la ALT-C en la inducción e inhibición de la angio-génesis, proceso de formación de nuevos vasos que ocurre naturalmente en el organismo durante la cicatrización de heridas y la regeneración de tejidos, para la restauración del flujo sanguíneo en los tejidos lesionados. Los estudios fueron hechos por la investigadora Cristina Helena Bruno Terruggi, actualmente en el Departamento de Ciencias de la Salud de la Universidad Municipal de São Caetano del Sul, en el ABC paulista, durante parte del su doctorado hecho en la Universidad Paris 13, en Francia.

Para los testes fue utilizado un gel conteniendo proteínas de la matriz extracelular disponible comercialmente, llamado matrigel, inyectado en el tejido subcutáneo abdominal de los animales con dos combinaciones diferentes. En el grupo de animales de control, fue incorporado al gel el factor de crecimiento de fibroblastos, células envueltas en la producción de varios tipos de fibras y que promueven la angio-génesis. El grupo de animales tratados recibió, además de esa combinación, la toxina alternagina-C en diversas concentraciones. Después de 14 días, fue hecho un estudio histológico para verificar la formación de nuevos vasos dentro del matrigel. El efecto observado in vivo reprodujo lo que había sido observado in vitro, dice Ramos. Así se comprobó in vivo la re-vascularización.

La obtención de la proteína en el laboratorio tiene lugar con el paso del veneno bruto en columnas cromatográficas, proceso relativamente simple usado para separar las substancias químicas en rangos bien definidos y con rendimiento satisfactorio para pequeñas escalas. Para la producción a gran escala la proteína puede ser obtenida por la tecnología del DNA recombinante, estudio que está siendo hecho actualmente en el laboratorio de la UFSCar. Por esa tecnología, el gene de interés es colocado dentro de una célula hospedera, como bacterias, levaduras, células de insecto o de mamíferos, para producir la toxina con las propiedades biológicas originales en gran cantidad.

Las mejores formulaciones para la alternagina-C están siendo estudiadas en los laboratorios de la UFSCar. Entre ellas están el micro-encapsulamiento de la proteína en liposomas, que tiene como objetivo el proteger el medicamento para que pueda ser entregado en el local en donde debe actuar, la aplicación en la forma libre por medio del catéter en los casos de infarto y en forma de pomadas o cremas para heridas superficiales.

El mercado para productos basados en la alternagina-C es bastante prometedor. Hasta ahora ninguna otra proteína extraída de veneno de serpiente y con las mismas características estructurales de la ALT-C fue descripta como molécula capaz de inducir a la formación de nuevos vasos sanguíneos. Sin contar que en el mercado farmacéutico actual existen pocas opciones de medicamentos para esa finalidad.

El proyecto
Utilización de la alternagina-C como molécula coadyuvante en el proceso de formación e inhibición de la formación de nuevos vasos sanguíneos
Modalidad
Programa de Apoyo a la Propiedad Intelectual (Papi)
Coordinadora
Heloísa Sobreiro Selistre de Araújo – UFSCar
Inversión
R$ 6.000,00 (FAPESP)

Republicar