Instituto de Biotecnologia UNAM

El veneno de un alacrán Mexicano produce precursores que son antibióticos que puede curar tuberculosis

La colaboración muldisciplinaria establecida entre investigadores del Instituto de Biotecnología de la UNAM, del Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición "Salvador Zubirán" de la Secretaria de Salud y de la Universidad de Stanford en California (USA) acaban de dar a conocer el descubrimiento de un par de nuevos antibióticos efectivos para el control de infecciones. La noticia fue dada a conocer en un artículo científico publicado en la revista "Proceedings National Academy of Science" de Estados Unidos: "1,4-benzoquinone antimicrobial agents against Staphylococcus aureus and Mycobacterium tuberculosis derived from scorpion venom" (www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.181233416). El veneno del alacrán de Veracruz Diplocentrus melici contiene substancias que se oxidan en presencia del aire originando dos tipos de colorantes: uno rojo que mostró ser un buen antibiótico en contra de S. aureus y otro azul que mata la micobacteria que causa tuberculosis. El trabajo en México fue realizado por investigadores del Instituto de Biotecnología, bajo la liderazgo del Dr. Lourival Domingos Possani Postay, y en el Instituto Nacional de Nutrición bajo la tutoría del Dr. Rogelio Hernández Pando, mientras que en California fue gracias a la dirección del Profesor Richard Zare.
El grupo de investigadores mexicanos descubrió inicialmente que el veneno de este alacrán cambiaba de color después de obtenido y expuesto al aire. Durante la separación del veneno por técnicas cromatográficas se verificó que los compuestos coloridos eran de bajo peso molecular y no eran de composición peptídica, a diferencia a la gran mayoría de los componentes del veneno de los alacranes conocidos que son proteínas. Una vez obtenidos los compuestos puros se buscó identificar posibles funciones. Entre los ensayos biológicos ejecutados estaba buscar su posible efecto en el crecimiento de células tumorales, modulación de l respuesta inmune, así como un posible efecto antibiótico.
Los dos componentes, el rojo y el azul resultaron ser capaces de impedir el desarrollo de ciertos linajes de células neoplásicas como también ser eficientes antibióticos. Como la cantidad de compuesto que se puede obtener de alacranes vivos es muy pequeña, del orden de algunos microgramos, era indispensable poder obtenerlos de forma química. Este trabajo fue hecho por posdoctorandos del grupo de Stanford (Drs. Shibdas Banerjee, Elumalai Gnanamani y Shyam Sathyamoorthi). La estructura de ambos antibióticos fue determinada por espectroscopia de masas y por estudios de resonancia magnética nuclear. Además, el grupo de Stanford diseño una estrategia para la obtención química de ambos componentes. Una vez obtenidos los producto en forma cristalina, la estructura fue confirmada por difracción de Rayos-X por el Laboratorio Nacional de Estructura de Macromoléculas del Instituto de Química de la UNAM.
Ambos productos son efectivos inhibiendo el crecimiento de células cancerígenas como: Jurkat (leucemia de células T), TE 671 (células de rhabdomiosarcona) y SH-SYSY (neuroblastoma de médula ósea), pero no causan daño a células neoplásicas del tejido pulmonar (línea A549, células de adenocarcinoma de pulmón). El compuesto rojo mata S. aureus a concentraciones de 4 µg/mL y el compuesto azul es eficiente moderador del desarrollo de M. tuberculosis a concentraciones también del orden de µg/mL y con efecto semejante a la Isoniazida (antibiótico más usado para cura de tuberculosis). Los investigadores del Instituto de Nutrición (Dra. Dulce Mata-Espinosa y la estudiante de maestría Monserrat Mendonza-Trujillo) mostraron que el componente azul es más efectivo que el rojo y además disminuye la proliferación de cepas droga-resistentes de la micobacteria que causa tuberculosis. Como este producto no afecta el tejido epitelial del pulmón fue aplicado vía traqueal directamente en los pulmones de los ratones utilizados como modelo de tuberculosis. Debido a la posibilidad de que los productos descubiertos y sintetizados son candidatos a ensayos clínicos con miras a la cura de tuberculosis se solicitó el registro una patente. El trabajo realizado en el Instituto de Biotecnología contó con la participación del posdoctorando Dr. Edson Cárcamos Noriega (primer autor) y la co-autoria del estudiante de doctorado M. en C. Ignacio Veytia Bucheli.
Cabe observar que la tuberculosis a nivel mundial afecta a más 350 millones de personas. Debido a largo periodo de tratamiento requerido (6 meses) muchas veces los pacientes desisten del tratamiento con los antibióticos existentes, lo que acaba desarrollando cepas resistentes que entonces requieren aumentar la gama de antibióticos existentes a ser usados y extender el tratamiento hasta por 4 años usando ocho antibióticos diferentes. Encontrar nuevos antibióticos que pueden coadyuvar a resolver este problema es sumamente importante desde el punto de vista de salud pública. La colaboración tripartida busca ahora compañías farmacéuticas que estén interesadas en conducir los experimentos clínicos en humanos.



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