La mayoría de los medicamentos no pueden atravesar la barrera hematoencefálica (BBB), una membrana altamente selectiva que separa el sistema circulatorio del líquido que baña el cerebro. Ciertos péptidos en venenos de animales, sin embargo, puede navegar a través de él para infligir daño. Ahora, Los investigadores están aprovechando los ataques furtivos venenosos al desarrollar una estrategia basada en un péptido de veneno de abeja, apamin, para administrar medicamentos al cerebro.

Los investigadores presentarán su trabajo hoy en la 253ª Reunión y Exposición Nacional de la Sociedad Química Estadounidense (ACS).

"Pensamos que debido a que los venenos de algunos animales pueden atacar el sistema nervioso central, deberían poder atravesar la barrera hematoencefálica y posiblemente transportar medicamentos a través de ella, "Ernest Giralt, Doctor., dice. Se sabe que la apamina se acumula en el sistema nervioso central de las personas que han sido picadas por abejas.

Pero la idea de utilizar el péptido de apamina en sí tenía algunos inconvenientes. "Sabíamos que no podíamos usar apamin directamente porque es tóxico, ", dice." Pero la buena noticia es que el origen de la toxicidad es bien conocido. Pensamos que probablemente podríamos modificar la apamina de tal manera que se eliminara la toxicidad, pero aún conservaría su capacidad de actuar como transportador ".

La toxicidad de Apamin se debe a sus interacciones con un canal de potasio en las neuronas. Un grupo cargado positivamente en la molécula de apamina imita el ion potasio y bloquea el canal de potasio cuando se une. Para eliminar la toxicidad, El grupo de Giralt en el Instituto de Investigación en Biomedicina (IRB Barcelona, España) eliminó el ancla química cargada positivamente que une la apamina al canal. Luego, los investigadores comprobaron para asegurarse de que la molécula todavía pudiera cruzar la BBB. "Esta modificación hizo que la apamina fuera mucho menos tóxica, y su capacidad para cruzar la BBB estaba intacta, "Es una muy buena noticia", dice Giralt.

Como siguiente paso, los investigadores comenzaron a manipular la molécula para hacerla más pequeña y también para hacerla invisible para el sistema inmunológico para reducir los posibles efectos secundarios. Varias versiones de apamin más tarde, terminaron con una versión prometedora llamada Mini-Ap4. "Nos sorprendió que esta molécula cruzara la barrera hematoencefálica mucho mejor que la propia apamina; fue pura casualidad, ", Dice Giralt. Mini-Ap4 tampoco desencadenó una fuerte respuesta del sistema inmunológico en modelos animales, un factor importante en el diseño de fármacos.

Otras lanzaderas BBB están en desarrollo, pero muchos de ellos se basan en péptidos lineales, que puede ser degradado por las proteasas antes de que un medicamento llegue al cerebro. "Nuestro nicho es que nuestros péptidos son cíclicos, o en una estructura de anillo, haciéndolos completamente resistentes a las proteasas, "Giralt explica.

Después de estos estudios iniciales, Luego, el equipo pondrá en funcionamiento Mini-Ap4, probando dos estrategias de transporte diferentes. La primera será simplemente unir Mini-Ap4 a una proteína con un enlace químico y ver si puede transportar la carga a través del BBB. El segundo enfoque implicará llenar una nanopartícula con medicamento y recubrir la nanopartícula con un bosque de moléculas Mini-Ap4 para facilitar la transferencia a través de la BBB. Los investigadores investigarán estas estrategias en células humanas y en ratones.

En otro trabajo preliminar, los investigadores descubrieron que su versión de apamina en realidad tiene dos conformaciones, o formas, y el equipo está utilizando espectroscopía de resonancia magnética nuclear para determinar cuál es biológicamente activo. "Con ese conocimiento, podríamos diseñar análogos aún mejores, ", Dice Giralt. Añade que una persona alérgica a las abejas probablemente no sería alérgica a Mini-Ap4, pero se necesita más trabajo para abordar completamente este problema.