Subscribe Us

ANIMALES. Neurotoxina de la viuda negra: del veneno de araña a las aplicaciones médicas

 


Las fobias son a menudo irracionales por naturaleza, especialmente en el caso de las arañas, ya que estas criaturas suelen tener más miedo a los humanos que a la inversa. Pero: algunas especies son una fuerza a tener en cuenta, por ejemplo, la araña Latrodectus, más comúnmente conocida como la viuda negra

Atrapa a su presa usando veneno, para ser precisos, latrotoxinas (LaTX), una subclase de neurotoxinas o venenos para los nervios. Una mordedura de una viuda negra puede ser fatal para los humanos.

La estructura exacta del veneno nervioso no estaba clara anteriormente, pero el profesor Christos Gatsogiannis del Instituto de Física Médica y Biofísica de la Universidad de Münster investigó la sustancia, no solo por su singularidad, sino también con miras a posibles aplicaciones médicas

Utilizando cryo-EM, y en colaboración con los excolegas de Gatsogiannis en el Instituto Max Planck en Dortmund y con investigadores de la Universidad Jacobs de Bremen, el equipo de investigadores de Münster logró explicar la primera estructura de una latrotoxina. 

Los hallazgos del equipo ahora se han publicado en la revista Nature Communications .

Es probable que muchos no especialistas conozcan las neurotoxinas, en forma de botox, que se utiliza a menudo en cirugía estética. El veneno de la Viuda Negra, sin embargo, tiene todo menos un efecto "embellecedor": LaTX fue desarrollado por la naturaleza principalmente para inmovilizar insectos, o simplemente matarlos de inmediato. En el proceso, las toxinas se acoplan a receptores específicos en la superficie de las células nerviosas y provocan la liberación de neurotransmisores, por ejemplo, a través de un canal de calcio. 

Como resultado de la entrada constante de iones de calcio en la célula, se liberan transmisores que provocan convulsiones. Este mecanismo es lo que distingue a las latrotoxinas de todas las demás variantes de las denominadas toxinas formadoras de poros. 

El equipo utilizó microscopía crioelectrónica para revelar las estructuras de toxinas específicas de insectos y crustáceos (derecha) de la Viuda Negra (izquierda).  Foto: nickybay.com; Figura: equipo de Gatsogiannis

La ayuda se obtuvo en forma de microscopía crioelectrónica, o crio-EM para abreviar. Por medio de este método tridimensional, las biomoléculas ahora se pueden "fotografiar" hasta una resolución atómica. En el proceso, los complejos de proteínas en el etano líquido se congelan a menos 196 grados, en milisegundos, en una fina capa de hielo amorfo, una forma de agua sólida. A continuación, se capturan cientos y miles de imágenes que muestran diferentes vistas de las proteínas y, de esta forma, permiten reconocer la estructura de la neurotoxina.

Usando crio-EM, y en colaboración con investigadores del Instituto Max Planck en Dortmund y en la Universidad Jacobs de Bremen, el equipo de investigadores de Münster logró explicar la primera estructura de una latrotoxina. 

“La estructura general de LaTX es única y es diferente en todos los aspectos posibles de todas las demás toxinas conocidas”, dicen los investigadores.

Los nuevos conocimientos son fundamentales para comprender el mecanismo molecular de la familia LaTX y allanan el camino para posibles aplicaciones médicas, así como para el desarrollo de un antídoto eficaz. 

Además, estos conocimientos sobre las toxinas específicas de los insectos podrían abrir nuevas oportunidades para los pesticidas. Sin embargo, para futuras investigaciones, es esencial comprender cómo se inserta exactamente la toxina en la membrana, es decir, en la superficie de la célula. 

El mayor obstáculo para estos estudios es el hecho de que disponer de la tecnología cryo-EM, algo que no está habitualmente disponible en la práctica de la investigación médica. El método es muy complejo y requiere una infraestructura ultramoderna.

Fuente: “Molecular architecture of black widow spider neurotoxins” by Minghao Chen, Daniel Blum, Lena Engelhard, Stefan Raunser, Richard Wagner and Christos Gatsogiannis, 29 November 2021, Nature CommunicationsDOI: 10.1038/s41467-021-26562-8

Publicar un comentario

0 Comentarios