Crean en laboratorio órganos de serpiente que producen veneno real
La investigación puede ser útil para desarrollar antídotos contra las mordeduras.
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Las mordeduras de serpientes matan a más de 100.000 personas y dejan discapacitados alrededor de 400.000 individuos cada año. Sin embargo, se conoce muy poco sobre cómo funciona el veneno, lo que dificulta el desarrollo de tratamientos. Esto podría cambiar gracias a un sorprendente avance llevado a cabo por investigadores del Instituto Hubrecht (KNAW), en los Países Bajos. Los científicos han logrado cultivar en laboratorio unos órganos en miniatura a partir de células madre de serpiente que funcionan igual que las glándulas de veneno de estos ofidios. Incluso producen veneno real. El hallazgo podría facilitar la búsqueda de antídotos contra los efectos devastadores de estas toxinas y revelar sus secretos.
Las serpientes y su veneno han fascinado a la humanidad durante milenios. Muchas personas sufren ofidiofobia, o un miedo desproporcionado a las serpientes. A pesar de ello, las toxinas presentes en su veneno son una prolífera fuente de recursos para la medicina y ya se utilizaban en tratamientos desde la antigua Grecia. Desde entonces, muchos medicamentos han sido inspirados por el veneno de serpiente, incluyendo los analgésicos y los tratamientos contra la hipertensión. Aún hoy, es difícil explotar todas las posibilidades que ofrecen estas toxinas en el desarrollo de medicamentos eficaces contra sus letales mordeduras. Algunos de los obstáculos principales para esto, dicen los investigadores, son el peligroso proceso para extraer el veneno de las serpientes y la dificultad para modificar genéticamente los componentes del veneno en las glándulas de estos animales.
Imagen de microscópica de organoides de glándulas de veneno de serpiente / Ravian van Ineveld, © Princess Máxima Cente
Nueve especies diferentes
Con este reto presente, los investigadores se inspiraron en el éxito de sus colegas cultivando mini-órganos derivados de tejidos mamífero, llamados organoides. En una colaboración internacional con expertos ubicados en Leiden, Liverpool y Ámsterdam recogieron muestras de las glándulas de veneno de nueve especies diferentes de serpientes con el objetivo de cultivarlas como órganos diminutos en el laboratorio.
El equipo desarrolló la «receta» para mantener los organoides de glándula de veneno de serpiente en cultivo indefinidamente. «Las similitudes entre las condiciones necesarias para el cultivo de organoides humanos y de serpiente son asombrosas, la diferencia principal es la temperatura» señala Jens Puschhof, del Instituto Hubrecht. Ya que la temperatura corporal de las serpientes es menor que la del ser humano, los organoides de serpiente solo crecen a menor temperatura; 32ºC en lugar de 37ºC.
Usando microscopía de alta resolución, los investigadores observaron que las células de estos organoides estaban llenas de estructuras densas que recordaban a las que se encuentran en las glándulas del veneno de las serpientes. De hecho, varios análisis demostraron que estos organoides son capaces de producir la inmensa mayoría de los componentes, o toxinas, que son producidas por las serpientes.
Por primera vez, los investigadores han sido capaces de estudiar la producción del veneno en células individuales. «Sabemos a partir de otros sistemas celulares secretores, como el páncreas o el intestino, que existen varios tipos de células que específicamente producen diferentes tipos de hormonas. Ahora, hemos visto por primera vez que esto también ocurre en el caso de las toxinas producidas por el veneno de serpiente», explica Joep Beumer, coautor del estudio.
Búsqueda de antídotos
Además, los investigadores descubrieron que modificando los factores añadidos al medio de cultivo, los organoides pueden cambiar el tipo de toxinas generadas. Esto abre la puerta a controlar la composición del veneno producido por los organoides. También han demostrado que algunas de las neurotoxinas producidas por los organoides son activas y pueden bloquear la excitación de neuronas en varios sistemas celulares, al igual que si las toxinas fueran extraídas directamente de las serpientes.
Los descubrimientos podrían usarse para la producción de antídotos, así como para el desarrollo específico de nuevos medicamentos. Dichas aplicaciones ya se están desarrollando en la actualidad. Asimismo, el cultivo de organoides procedentes de reptiles sugiere que tejidos de otros animales vertebrados, como lagartijas o peces, también podrían ser cultivados de este modo. De hecho, actualmente los investigadores están preparando una larga colección de organoides de glándula de veneno provenientes de 50 reptiles tóxicos, serpientes y otros animales venenosos. A juicio de los investigadores, se trata de una «tecnología con muchas aplicaciones posibles que pueden repercutir en la salud humana».
