Venenos del mar que curan

Una familia toma el sol en la orilla de una playa de Alicante mientras Aida Verdes, investigadora del Departamento de Ciencias de la Vida en el Museo de Historia Natural de Londres, est¨¢ agachada, las manos en la arena, buscando alguna especie marina. La investigadora es especialista en gusanos como los an¨¦lidos o los nemertinos y le interesan estos organismos por ser un grupo desconocido capaz de secretar veneno desde dos estructuras, la epidermis y la prob¨®scide. Su objetivo es saber si en los dos lugares se encuentra la misma composici¨®n. ¡°...

Una familia toma el sol en la orilla de una playa de Alicante mientras Aida Verdes, investigadora del Departamento de Ciencias de la Vida en el Museo de Historia Natural de Londres, est¨¢ agachada, las manos en la arena, buscando alguna especie marina. La investigadora es especialista en gusanos como los an¨¦lidos o los nemertinos y le interesan estos organismos por ser un grupo desconocido capaz de secretar veneno desde dos estructuras, la epidermis y la prob¨®scide. Su objetivo es saber si en los dos lugares se encuentra la misma composici¨®n. ¡°En la orilla se pueden hallar muchos de estos animales venenosos, e incluso a veces descubrir especies nuevas para la ciencia¡±, comenta la experta por videollamada.

Daniel Lucas, buzo cient¨ªfico y microbi¨®logo doctorado en la Universidad Aut¨®noma de Barcelona y actualmente en la compa?¨ªa biofarmac¨¦utica Bristol-Myers Squibb, cuenta c¨®mo se mete al agua con un equipo de buceo especial que permite llegar hasta los 80 metros. A diferentes escalas de profundidad, los buzos sacan fotos de lo que ven, toman las muestras m¨¢s variadas posibles y en pocas cantidades. ¡°Se cogen peque?as muestras para poder analizar su posible actividad farmacol¨®gica y para da?ar lo m¨ªnimo posible el ecosistema¡±. Lucas recuerda que es un mundo muy poco explorado y que no se ha llegado a tener un conocimiento tan exhaustivo como en la tierra. ¡°A pesar de las nuevas tendencias de la industria farmac¨¦utica encaminadas al dise?o in silico [sint¨¦tico] de nuevos f¨¢rmacos, no debemos descartar la b¨²squeda de medicamentos de origen natural, en especial del medio marino debido a su enorme potencial¡±, insiste el experto.

Frank Mari, investigador en la Divisi¨®n de Ciencias Qu¨ªmicas del Instituto Nacional de Est¨¢ndares y Tecnolog¨ªa de Estados Unidos que piensa lo mismo que Lucas, narra las veces que ha ido a unos 200 metros de profundidad metido en un submarino durante tres horas en las aguas de Bahamas. Posados sobre la arena, el cient¨ªfico detecta conos venenosos que terminan entre las garras del brazo rob¨®tico del dispositivo para acabar en el laboratorio. El inter¨¦s: la sustancia qu¨ªmica que utilizan estos organismos para sobrevivir en tales condiciones y defenderse de los depredadores puede ser utilizada como tratamiento de algunas patolog¨ªas en seres humanos.

Del mar al laboratorio

El cono venenoso se mete en un acuario. No se ve nada m¨¢s que el caparaz¨®n del caracol y se puede entrever su cuerpo escondido. Cuando se le presenta un pez, el organismo saca lo que se parece a un arp¨®n y paraliza lo que se va a convertir en su comida. De repente, muy r¨¢pido, abre la boca y engulle al pez cuyas aletas est¨¢n inmovilizadas. Para conseguir esa sustancia se puede proceder de dos maneras. La primera ser¨ªa, matar al cono, diseccionarlo y abrir su gl¨¢ndula donde secreta dicho veneno, que tambi¨¦n puede ser mortal para el ser humano. Mari prefiere la segunda forma, es decir, preparar un peque?o frasco con las aletas de un pez por un lado y coger a un pez entero, por otro. Cuando se le acerca el pez, el cono cae en la trampa y saca su arp¨®n. En ese momento y lo antes posible, se sustituye el animal por el frasco en el cual el caracol lanza su veneno. ¡°Con 15 a 20 mililitros de veneno es suficiente para hacer el an¨¢lisis y ver qu¨¦ mol¨¦culas nos interesan¡±, asegura Mari, experto en el tema desde hace m¨¢s de 20 a?os.

Un estudio reciente publicado en Proceedings of the Royal Society B ha sacado a la luz la composici¨®n de venenos de unos conos del oeste de ?frica de 15 especies distintas que producen entre 108 y 221 precursores de conotoxinas distintos. El veneno es un c¨®ctel de toxinas, tal y como lo cuenta Samuel Abalde, autor del nuevo estudio e investigador del Departamento de Biodiversidad y Biolog¨ªa Evolutiva del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC). ¡°Hay hasta 200 toxinas distintas en una sola especie y cada una tiene una funci¨®n y una posible aplicaci¨®n al mundo de la medicina¡±, explica.

En su estudio, pese a reconocer la variabilidad, demuestra que el parentesco tambi¨¦n es esencial para la investigaci¨®n. ¡°Se sabe que los venenos de los conos tienen un potencial farmacol¨®gico desde los a?os 50 y siempre se hablaba de la variabilidad, ya que tres individuos de una misma especie pueden compartir tan solo entre un 20 y un 30% de la composici¨®n de sus venenos. En este trabajo hemos visto que la se?al filogen¨¦tica es muy importante y que si una toxina de una especie te interesa, puedes encontrarla en especies emparentadas y es mucho m¨¢s f¨¢cil¡±, asume.

La idea es separar cada una de esas toxinas, clasificarlas, entender su funci¨®n y ver, a partir de ah¨ª, con qu¨¦ prote¨ªna se puede enlazar y qu¨¦ funci¨®n puede inhibir. Verdes, con los gusanos marinos, tambi¨¦n procede a esta clasificaci¨®n y manda sus resultados a otro organismo que prueba cada una de esas toxinas en cultivos celulares para ver si tienen una actividad anticancer¨ªgena, por ejemplo. En un estudio de 2017, el equipo de Verdes encontr¨® una gran diversidad de genes que pueden producir toxinas en estos animales, muchas de las cuales interfieren con procesos hemost¨¢ticos, inflamatorios y al¨¦rgicos.

Sin embargo, a¨²n faltan cosas por descubrir, as¨ª como el mecanismo de inyecci¨®n de veneno de estos animales, reconoce Verdes. Adem¨¢s, todos los expertos consultados aseguran que hay muchas otras especies que tienen un gran inter¨¦s para la medicina que todav¨ªa no se han estudiado suficiente, pues siempre suelen centrarse en las ya conocidas. Para Mari, el mayor reto que tienen en el laboratorio es producir exactamente lo mismo que lo que secreta el cono. ¡°La tecnolog¨ªa ha ayudado mucho para esto y el punto de vista evolutivo que propone el estudio de Abalde es muy interesante. Nos da m¨¢s informaci¨®n y nos ayuda a entender c¨®mo los genes se han diversificado¡±, opina.

Del laboratorio al mercado

Que se use el veneno marino para hacer f¨¢rmacos no es algo nuevo, pues ya existen m¨¢s de 10 en fases cl¨ªnicas u aprobadas. Bill Fenical, profesor en el Centro de biotecnolog¨ªa marina y biomedicina de la Universidad de California en San Diego, empieza la conversaci¨®n de casi una hora con un ejemplo muy claro: el B¨®tox. El cosm¨¦tico tiene una toxina que impide la contracci¨®n muscular al anular la acci¨®n del neurotransmisor llamado acetilcolina.

Por otra parte, en 2004, ya sali¨® al mercado el medicamento Prialt a partir del veneno del Conus magus. ¡°Podemos aprender de la naturaleza y de c¨®mo se han adaptado las especies para sobrevivir durante mucho tiempo en la evoluci¨®n. Los f¨¢rmacos provienen de fuentes naturales porque son mucho m¨¢s potentes que los componentes m¨¦dicos hechos en laboratorio. Tienen una alta probabilidad de curar una enfermedad como el c¨¢ncer u otras dolencias. Los compuestos naturales son el fundamento¡±, afirma el experto que lleva toda la vida trabajando en ello.

En las defensas qu¨ªmicas de esas especies que sobreviven a condiciones extremas y grandes amenazas podemos encontrar curas para casi todo

Bill Fenical, de la Universidad de California de San Diego

En 2015, tambi¨¦n se encontr¨® en el veneno de los conos una variante de insulina con un gran potencial para un f¨¢rmaco, sencilla y f¨¢cil de sintetizar. Cinco a?os despu¨¦s, un nuevo estudio vuelve a ella y consigue activar la insulina basada en el contenido del veneno de estos conos y cuya estructura ha sido minimizada en laboratorio.

En PharmaMar, una de las mayores empresas mundiales destinadas a todo este proceso, desde la orilla del mar hasta el mercado, hay unas 250.000 muestras de organismos marinos que los investigadores utilizan y prueban para encontrar curas contra el c¨¢ncer. ¡°Avanzamos con las muestras que ya tenemos. Con dos gramos ya podemos saber si tiene una actividad antitumoral¡±, explica Santiago Bueno, director del laboratorio de colecciones marinas de la compa?¨ªa, por videollamada. Desde que se descubre la mol¨¦cula, el recorrido para conseguir un f¨¢rmaco puede durar hasta 20 a?os. La empresa gallega ya cuenta con tres medicamentos regulados y distribuidos. Uno de ellos es el Aplidin, un compuesto actualmente en fases cl¨ªnicas como posible tratamiento contra la COVID-19.

En tiempos de pandemia

A Bill Fenical, el SARS-Cov-2 no parece asustarle. ¡°No es nada del otro mundo, es un virus sencillo, muy peque?o, de tan solo 29 prote¨ªnas. Conocemos la funci¨®n de tres de ellas. De las otras 26, no tenemos ni idea y son las que probablemente provocan los s¨ªntomas¡±, recuerda. Uno de los proyectos de su instituci¨®n es ir a buscar organismos marinos, clasificar las mol¨¦culas de las sustancias qu¨ªmicas que utilizan para defenderse de las adversidades y probarlas, una por una, en cada prote¨ªna del nuevo coronavirus. ¡°Estoy convencido de que encontraremos algo¡±, comenta el experto. ¡°Necesitamos financiaci¨®n y es un trabajo tedioso, pero muy prometedor¡±, concluye.

Volver al fondo del mar a ver si se encuentra algo para luchar contra la pandemia no aparece en la agenda de Bueno. ¡°Partimos de lo que ya tenemos y no nos hace falta volver a empezar. Seguro que hay algo en nuestra colecci¨®n que sirva. Aplidin es un ejemplo¡±, explica. Para amenazas actuales, instaladas y futuras, sin embargo, ir a buscar en el agua es una evidencia. Samuel Albalde, autor del nuevo estudio, cree que en esa parte de la naturaleza se encuentran las claves para luchar contras las epidemias que se avecinan. Fenical opina algo parecido: ¡°En la defensas qu¨ªmicas de esas especies que sobreviven a condiciones extremas y grandes amenazas podemos encontrar curas para casi todo¡±, concluye.

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