Instituto de Biotecnologia UNAM

Grupo del Dr. Lourival Domingos Possani

En los últimos 35 años mi laboratorio ha trabajado de forma preponderante varios aspectos que se refieren a los componentes del veneno de alacranes. Existen dos razones principales que motivan este estudio: la importancia médica y el interés científico. La primera es obvia por el elevado número de accidentes que ocurren anualmente (un cuarto de millón) de personas picadas en México y el segundo porque durante los 450 millones de la historia evolutiva de estos arácnidos ellos han tenido tiempo suficiente para desarrollar y perfeccionar ligandos moleculares que reconocen receptores específicos y blancos importantes en las áreas relacionadas con la comunicación celular. Estos componentes del veneno son usados por el alacrán para subyugar sus presas o para defenderse de atacantes. En los primeros años de actividades nos hemos dedicado a capturar los alacranes, obtener su veneno por e stimulación eléctrica, aislar y caracterizar química y funcionalmente sus componentes. Fruto de esta tarea realizada por nuestro grupo y por una media docena de otros laboratorios en el mundo está disponible un enlistado con cerca de 500 péptidos o genes que se suponen son tóxicos o que codifican para toxinas y que reconocen de manera específica a receptores de membranas celulares, comúnmente denominados canales iónicos. Estas proteínas integrales de membranas son las moléculas que controlan la distribución de iones entre las dos fases (interna y externa) de las membranas biológicas y presiden los eventos más importantes de la comunicación celular, principalmente en células excitables (nervios y músculos). Además del aislamiento y caracterización general de estas toxinas se han podido determinar algunas características estructurales tridimensionales de varias toxinas e inclusive de algunos canales iónicos.

En el año de 2009, se publicaron 18 artículos científicos en revistas internacionales indizadas, dos capítulo de libro, tres patentes de invención fueron depositadas y en este momento se está procediendo al registro de las fases nacionales de la patente WO 2008/139243 A1, la cual se presentó como PCT en Suiza, y en 2009 le correspondía presentar en los diversos países signatarios del convenio internacional de patentes. Se está presentando dicha patente en más de 20 países diferentes. En estos trabajos aparece mi nombre como autor/co-autor y de mis asociados y estudiantes. El trabajo reportado trata varios aspectos del problema enunciado e n el párrafo anterior. De especial interés están los trabajos de aislamiento y caracterización de nuevos componentes del veneno de alacranes, arañas, caracoles marinos y escolopendra, el análisis proteómicos de varias especies de alacranes, la caracterización del mecanismo de acción de varios componentes del veneno de alacranes como el Centruroides noxius, Centruroides suffusus suffusus, Hadrurus gertschi, Opisthacanthus cayaporum, Tityus discrepans, Tityus stigmurus, Tityus suffusus suffusus, Tityus trivittatus y Parabuthus granulatus, la araña Brachypelma albiceps y la Escolopendra viridis Say. La expresión heteróloga de genes que codifican para toxinas de alacrán se publicó en el contexto de preparar posibles inmunógenos para producción de anticuerpos protectores. Se publicaron los resultados de experimentos con anticuerpos que reconocen integrinas de caballos para la localización de células dendríticas . Dos publicaciones de revisiones complementan el trabajo. Estos trabajos se publicaron en las revistas internacionales: Amino Acids, Biochimie, Biochimica et Biophysica Acta, British Journal of Pharmacology, Immunology Letters, J. Proteomics, J. Biological Chemistry, Toxicon, Toxicology Letters y Vet Immunol & Immunopathol. Otros trabajos se hicieron en colaboración con el grupo del Dr. Baltazar Becerril Luján dirigidos hacia la obención de fragmentos de anticuerpos humanos que neutralizan la acción de toxinas del veneno de alacranes del género Centruroides.

Tres preguntas biológicas importantes nos ocupan en este momento, una tiene a ver con los eventos moleculares que se siguen a la intoxicación por picadura de alacrán, el segundo tiene a ver con la búsqueda de posibles péptidos con actividad antibiótica y el tercer un análisis sistemático de los genes que codifican para las toxinas de alacranes, así como su expresión en sistemas heterólogos para obtención de inmunógenos. Los dos primeros asuntos están siendo financiados por el CONACyT. El tercer es un proyecto en colaboración con el grupo del Dr. Alfredo Herrera Estrella del CINVESTAV-Irapuato y con los laboratorios Silanes S.A. de C.V. y su subsidiaria Instituto Bioclón S.A. de C.V., quien también subvencionan en parte nuestras investigaciones y están interesados en la posible aplicación biotecnológica que pueda surgir de nuestra actividad científica. La colaboración con varios grupos de investigación internacionales (Alemania, Argentina, Bélgica, Brasil, Colombia, Francia, Hungría, Italia, Turquía, Venezuela) y nacionales (Instituto de Química, Instituto Nacional de Salud Pública e Instituto de Biotecnología - UNAM, Facultad de Medicina de la UAEM, CINVESTAV del IPN) también son importantes para nuestro trabajo. Entre las perspectivas futuras que definen nuestras actividades, queremos continuar la búsqueda y caracterización de nuevos componentes para los cuales no conocemos bien sus blancos de acción. Contamos actualmente con suporte económico por parte del CONACyT y de la Fundación Bill y Melinda Gates para un proyecto relacionado con paludismo y dengue. Continuamos la t area de consolidación de los procedimientos experimentales y el desarrollo de estrategias y metodologías que permitan expresar las toxinas por las técnicas de DNA recombinantes. Daremos continuidad al análisis proteómico de venenos de alacranes todavía no bien conocidos. Sin embargo, el reto más importante estará centrado en una pregunta relacionada con la "Biología de Sistemas". Si bien sabemos que las toxinas al reconocer canales iónicos y modificar su funcionamiento, ya sea por bloqueo o por alteración de los mecanismos de apertura y cierre, causan depolarización de las membranas, no conocemos los segundos mensajeros, ni los eventos celulares internos que ocurren por acción de los componentes del veneno que finalizan por matar el individuo intoxicado. Estamos en este momento identificando las proteínas modificadas por acción de las toxinas, mediante geles bidimensionales y espectrometría de masas. Estamos obteniendo datos sobre los componentes moleculares que son los efectores primarios del proceso de intoxicación. La modificación de la función normal de los canales iónicos al depolarizar las membranas libera una cantidad importante de intermediarios o de neurotrasmisores que modifican muchas funciones vitales del organismo, causando un aumento masivo de secreciones biológicas y activando vías de señalización celular. Muchas de estas no son conocidas y las moléculas que están internamente involucradas en estos efectos apenas ahora están siendo identificadas y caracterizadas. Este año presentamos los primeros resultados que se refieren a la modificación de cerca de 40 proteínas de células F11 sometidas a la acción de la toxina Cn2 de C. noxius. Este trabajo se presentó en el 3r Simposio de Espectrometria de masas realizado en S. Luis Potosí. Pretendemos dar continuidad a los estudios del efecto de la toxina Vm24 en linfocitos T (patente mencionada) y el uso de componentes del veneno de alacranes que tengan actividad anti-parasitária (anti-malaria) y viral. La continuación de este tipo de trabajo deberá ocupar nuestro interés científico próximo, pero no dejaremos el interés médico ahora enfocado hacia la producción de mejores inmunógenos y/o antídotos en contra del veneno de los alacranes. Este último aspecto será desarrollado en estrecha colaboración con el laboratorio del Dr. Baltazar Becerril y con una fuerte interacción con la compañía Bioclon S.A. de C.V., productora de los antivenenos en contra de la intoxicación por picadura de estos animales, quien financia en parte las actividades de nuestro laboratorio.

Dr. Lourival Domingos Possani
Investigador
Tutor de Maestría y Doctorado
Dr. Edson Norberto Carcamo
Postdoctoral
Dra. Lidia Gonzales.
Postdoctoral
Dr. Edmundo González
Postdoctoral
Dra. Georgina Gurrola
Investigador
Tutor de Maestría y Doctorado
Dr. David Jauregui
Postdoctoral
Dra. Juana Jimenez
Postdoctoral
Dra Veronica Quintero.
Postdoctoral
Dra. Rita Restano
Postdoctoral
T.L Fredy Ingerborg Coronas
Técnico Académico
Dr. Fernando Zamudio
Técnico Académico
M.C. Jimena Isaias Cid
Estudiante
Q.F.B. Iván Alberto García
Estudiante
Biol. Rey Luis Mendoza
Estudiante
Ing. Rosby del Carmen Najera
Estudiante
Vianey Margarita Rojas
Estudiante
M.C Maria Teresa Romero
Estudiante
Lic. Volkan Ulutas
Estudiante
Ing Leonel Vargas
Estudiante
M.C. Jose Ignacio Veytia
Estudiante
Maria del Carmen Martínez.
Servicios profesionales
Dr. Carlos Eduardo Santibanez
Estancia Temporal
Dra. Laura Leticia Valdez
Estancia Temporal
Biol. Cipriano Balderas
Profesionista Titulado
Linda Espinosa
Auxiliar de Laboratorio


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