Un crustáceo venenoso de las cuevas submarinas mayas proporciona nuevos candidatos a fármacos
Las zootoxinas afectan a una amplia gama de procesos fisiológicos, por lo que son de gran interés para la investigación farmacológica. Un estudio internacional dirigido por Björn von Reumont, de la Universidad Goethe de Fráncfort, ha identificado nuevas toxinas del crustáceo submarino Xibalbanus tulumensis, que habita en cuevas e inhibe diversos canales iónicos. El descubrimiento abre prometedoras aplicaciones farmacológicas. La especie se encuentra exclusivamente en las cuevas de los cenotes, antaño sagradas para los mayas.
Muchos animales utilizan venenos para defenderse o cazar. Los componentes de dicho veneno, conocidos como toxinas, interfieren en diversos procesos fisiológicos, razón por la que también resultan tan interesantes para el desarrollo de nuevos agentes farmacológicos. Mientras que los venenos de algunos grupos de animales -como serpientes, arañas, escorpiones e insectos- ya han sido bastante estudiados, la situación es totalmente distinta en el caso de los grupos de animales marinos. En este caso, sólo se dispone de datos de especies animales concretas, lo que significa que este grupo aún encierra un gran potencial sin explotar.
Hace pocos años se descubrió que también existen crustáceos venenosos, los remípedos, que se parecen más a los ciempiés y viven en cuevas submarinas. Un equipo de investigación multidisciplinar dirigido por el Dr. Björn von Reumont, que describió por primera vez el sistema venenoso de los remípedos en 2014 y actualmente es investigador invitado en la Universidad Goethe de Fráncfort, ha caracterizado ahora un grupo de toxinas del remípedo Xibalbanus tulumensis.
Para ello, Reumont reunió un equipo formado por socios colaboradores del Instituto Fraunhofer de Medicina Traslacional (ITMP) en el marco del Centro LOEWE para la Biodiversidad Traslacional, así como colegas de la Universidad de Lovaina, de Colonia, Berlín y Múnich, todos ellos también parte de la Red Europea de Venenos (COST Action EUVEN).
El Xibalbanus tulumensis remipede vive en los cenotes, los sistemas de cuevas submarinas de la península mexicana de Yucatán. Este cavernícola inyecta directamente en su presa el veneno que produce en su glándula venenosa. Esta toxina contiene diversos componentes, entre ellos un nuevo tipo de péptido, denominado xibalbina, en honor al crustáceo que la produce. Algunas de estas xibalbinas contienen un elemento estructural característico que resulta familiar de otras toxinas, especialmente las producidas por arañas: varios aminoácidos (cisteínas) del péptido están unidos entre sí de tal manera que forman una estructura similar a un nudo. Esto, a su vez, hace que los péptidos sean resistentes a las enzimas, al calor y a valores extremos de pH. Estos nudos suelen actuar como neurotoxinas, interactuando con canales iónicos y paralizando a las presas, un efecto que también se ha propuesto para algunas xibalbinas.
El estudio demuestra que todos los péptidos de xibalbina ensayados por los estudiantes de doctorado de los socios colaboradores -y en particular Xib1, Xib2 y Xib13- inhiben eficazmente los canales de potasio en sistemas de mamíferos. "Esta inhibición es de gran importancia a la hora de desarrollar fármacos para una serie de enfermedades neurológicas, entre ellas la epilepsia", afirma von Reumont. Xib1 y Xib13 también muestran la capacidad de inhibir canales de sodio activados por voltaje, como los que se encuentran en células nerviosas o del músculo cardíaco. Además, en las neuronas sensoriales de mamíferos superiores, los dos péptidos pueden activar dos proteínas -las quinasas PKA-II y ERK1/2- implicadas en la transducción de señales. Esto último sugiere que están implicados en la sensibilización al dolor, lo que abre nuevos enfoques en la terapia del dolor.
Aunque la bioactividad de las xibalbinas es un ejemplo del potencial sin explotar de la biodiversidad marina, la producción de fármacos a partir de venenos animales es un proceso complejo y largo. "Encontrar candidatos adecuados y caracterizar exhaustivamente sus efectos, sentando así las bases de fármacos seguros y eficaces, sólo es posible hoy en día en un gran equipo interdisciplinar, como en el caso de nuestro estudio", afirma von Reumont.
Para complicar aún más las cosas, el tiempo es esencial para los remípedos. Su hábitat está gravemente amenazado por la construcción de la red ferroviaria interurbana del Tren Maya, que atraviesa la península de Yucatán. "Los cenotes son un ecosistema muy sensible", explica von Reumont, que, como experimentado espeleobuceador, ha recogido remípedos en Yucatán durante varias expediciones de buceo en cuevas. "Nuestro estudio pone de relieve la importancia de proteger la biodiversidad, no sólo por su significanc
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Publicación original
Ernesto Lopes Pinheiro-Junior, Ehsan Alirahimi, Steve Peigneur, Jörg Isensee, Susanne Schiffmann, Pelin Erkoc, Robert Fürst, Andreas Vilcinskas, Tobias Sennoner, Ivan Koludarov, Benjamin-Florian Hempel, Jan Tytgat, Tim Hucho, Björn M. von Reumont; "Diversely evolved xibalbin variants from remipede venom inhibit potassium channels and activate PKA-II and Erk1/2 signaling"; BMC Biology, Volume 22, 2024-7-29
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