Un escorpión originario del este de México podría tener algo más que una simple toxina en su aguijón. Investigadores de la Universidad de Stanford y de México han descubierto que el veneno también contiene dos compuestos que cambian de color y que podrían ayudar a combatir infecciones bacterianas.
El equipo no sólo aisló los compuestos del veneno del escorpión, sino que también los sintetizó en el laboratorio y verificó que las versiones fabricadas en laboratorio mataban estafilococos y bacterias de la tuberculosis resistentes a los fármacos en muestras de tejido y en ratones. Los hallazgos, publicados en el número del 10 de junio de la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, ponen de relieve los potenciales tesoros farmacológicos que aguardan a ser descubiertos en las toxinas de escorpiones, serpientes, caracoles y otras criaturas venenosas.
"Por volumen, el veneno de escorpión es uno de los materiales más preciosos del mundo. Producir un galón costaría $39 millones", afirma Richard Zare, autor principal del estudio y director del grupo de Stanford. "Si dependiéramos sólo de los escorpiones para producirlo, nadie podría permitírselo, así que es importante identificar cuáles son los ingredientes críticos y poder sintetizarlos".
Ordeñar escorpiones
Zare trabajó con sus colegas de México, entre ellos Lourival Possani, profesor de medicina molecular de la Universidad Nacional de México, cuyos alumnos capturaron especímenes del escorpión Diplocentrus melici para su estudio.
"La recolección de esta especie de escorpión es difícil porque, durante el invierno y las estaciones secas, el escorpión está enterrado", dijo Possani. "Sólo podemos encontrarlo en la estación lluviosa".
Durante los últimos 45 años, Possani se ha centrado en identificar compuestos con potencial farmacológico en el veneno de escorpión. Su grupo ha descubierto potentes antibióticos, insecticidas y agentes antipalúdicos ocultos en el veneno del arácnido. Cuando los investigadores mexicanos ordeñaron el veneno de D. melici -un proceso que consiste en estimular la cola con leves impulsos eléctricos- observaron que el veneno cambiaba de color, de transparente a parduzco, cuando se exponía al aire. Cuando Possani y su laboratorio investigaron este inusual cambio de color, encontraron dos compuestos químicos que consideraron responsables. Uno de los compuestos se volvía rojo cuando se exponía al aire, mientras que el otro se volvía azul. Para averiguar más sobre cada compuesto, Possani se puso en contacto con el grupo de Zare en Stanford, que tiene fama de identificar y sintetizar sustancias químicas. Utilizando sólo una pequeña muestra del veneno, los investigadores postdoctorales de Stanford Shibdas Banerjee y Gnanamani Elumalai pudieron averiguar la estructura molecular de los dos compuestos.
"Sólo teníamos 0,5 microlitros del veneno para trabajar", dijo Zare, que es la profesora Marguerite Blake Wilbur de Ciencias Naturales en la Facultad de Humanidades y Ciencias de Stanford. "Esto es diez veces menos que la cantidad de sangre que aspira un mosquito en una sola porción".
Gracias a las pistas obtenidas tras someter los compuestos a diversas técnicas de análisis químico, los científicos de Stanford llegaron a la conclusión de que los ingredientes del veneno que cambiaban de color eran dos benzoquinonas desconocidas hasta entonces, una clase de moléculas anulares con propiedades antimicrobianas. Las benzoquinonas del veneno de escorpión parecían ser casi idénticas entre sí.
"Los dos compuestos están estructuralmente relacionados, pero mientras que el rojo tiene un átomo de oxígeno en una de sus ramas, el azul tiene un átomo de azufre", explicó Banerjee.
El grupo confirmó las estructuras de los compuestos cuando, mediante mucho ensayo y error, aprendieron a sintetizarlos. "Muchas de las reacciones que se escriben en papel y que parecen funcionar no lo hacen realmente cuando se prueban en el laboratorio, por lo que hay que ser paciente y tener muchas ideas diferentes", dijo el estudiante de doctorado en Medicina de Stanford Shyam Sathyamoorthi, que dirigió los esfuerzos de síntesis.
Potencial farmacológico
El laboratorio de Zare envió un lote de las benzoquinonas recién sintetizadas a Rogelio Hernández-Pando, patólogo del Instituto Nacional de Ciencias de la Salud y Nutrición Salvador Zubirán de Ciudad de México, cuyo grupo analizó la actividad biológica de los compuestos fabricados en laboratorio. El grupo de Hernández-Pando descubrió que la benzoquinona roja era especialmente eficaz para eliminar la bacteria estafilococo, altamente infecciosa, mientras que la azul era letal para las cepas normales y multirresistentes de la bacteria causante de la tuberculosis.
"Descubrimos que estos compuestos mataban las bacterias, pero entonces la pregunta pasó a ser '¿te matará a ti también?". dijo Zare. "Y la respuesta es no: el grupo de Hernández-Pando demostró que el compuesto azul mata las bacterias de la tuberculosis pero deja intacto el revestimiento de los pulmones en ratones".
Possani afirmó que las propiedades antimicrobianas de los compuestos podrían no haberse descubierto si el grupo de Zare no hubiera descubierto cómo sintetizarlos, lo que permitiría producirlos en mayores cantidades. "La cantidad de componentes del veneno que podemos obtener de los animales es extremadamente baja", dijo Possani. "La síntesis de los compuestos fue decisiva para el éxito de este trabajo".
Los científicos de Stanford y México están planeando nuevas colaboraciones para determinar si los compuestos aislados del veneno pueden transformarse en fármacos y también por qué están presentes en el veneno en primer lugar.
"Estos compuestos podrían no ser el componente venenoso del veneno", dijo Zare. "No tenemos ni idea de por qué el escorpión fabrica estos compuestos. Hay más misterios".
Fuente: Universidad de Stanford
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