Un escorpión nativo del este de México puede tener algo más que una toxina en su picadura. Investigadores de la Universidad de Stanford y de México han descubierto que el veneno también contiene dos compuestos que cambian de color que podrían ayudar a combatir las infecciones bacterianas.

El equipo no solo aisló los compuestos en el veneno del escorpión, pero también los sintetizó en el laboratorio y verificó que las versiones fabricadas en el laboratorio mataban el estafilococo y las bacterias de la tuberculosis resistentes a los medicamentos en muestras de tejido y en ratones.

Los resultados, publicado en el número del 10 de junio de la revista procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias , destacar los posibles tesoros farmacológicos que esperan ser descubiertos en las toxinas de los escorpiones, serpientes caracoles y otras criaturas venenosas.

"Por volumen, El veneno de escorpión es uno de los materiales más preciados del mundo. Costaría $ 39 millones producir un galón, "dijo el autor principal del estudio, Richard Zare, quien dirigió el grupo de Stanford. "Si dependieras solo de los escorpiones para producirlo, nadie podía permitírselo, por eso es importante identificar cuáles son los ingredientes críticos y poder sintetizarlos ".

Escorpiones de ordeño

Zare trabajó con sus colegas en México, incluyendo Lourival Possani, profesor de medicina molecular en la Universidad Nacional de México, cuyos estudiantes capturaron especímenes del escorpión Diplocentrus melici para su estudio.

"La recolección de esta especie de escorpión es difícil porque durante el invierno y la estación seca, el escorpión está enterrado, ", Dijo Possani." Sólo podemos encontrarlo en la temporada de lluvias ".

Durante los últimos 45 años, Possani se ha centrado en identificar compuestos con potencial farmacológico en el veneno de escorpión. Su grupo ha descubierto previamente antibióticos potentes, insecticidas y agentes antipalúdicos ocultos en el veneno del arácnido.

Cuando los investigadores mexicanos ordeñaron el veneno de D. melici, un proceso que implica estimular la cola con leves pulsos eléctricos, notaron que el veneno cambiaba de color. de claro a marrón, cuando estuvo expuesto al aire.

Cuando Possani y su laboratorio investigaron este inusual cambio de color, encontraron dos compuestos químicos que creían que eran los responsables. Uno de los compuestos se puso rojo cuando se expuso al aire, mientras que el otro se volvió azul.

Para obtener más información sobre cada compuesto, Possani se acercó al grupo de Zare en Stanford, que tiene la reputación de identificar y sintetizar productos químicos.

Usando solo una pequeña muestra del veneno, Los investigadores postdoctorales de Stanford, Shibdas Banerjee y Gnanamani Elumalai, pudieron determinar la estructura molecular de los dos compuestos. "Solo teníamos 0,5 microlitros del veneno para trabajar, "dijo Zare, quien es la profesora Marguerite Blake Wilbur de Ciencias Naturales en la Escuela de Humanidades y Ciencias de Stanford. "Esto es diez veces menos que la cantidad de sangre que un mosquito chupa en una sola porción".

Usando pistas obtenidas al ejecutar los compuestos a través de varias técnicas de análisis químico, los científicos de Stanford concluyeron que los ingredientes que cambian de color en el veneno eran dos benzoquinonas previamente desconocidas, una clase de moléculas en forma de anillo que se sabe que tienen propiedades antimicrobianas.

Las benzoquinonas en el veneno del escorpión parecían ser casi idénticas entre sí. "Los dos compuestos están relacionados estructuralmente, pero mientras que el rojo tiene un átomo de oxígeno en una de sus ramas, el azul tiene un átomo de azufre, "Dijo Banerjee.

El grupo confirmó las estructuras de los compuestos cuando, a través de mucha prueba y error, aprendieron a sintetizarlos. "Muchas de las reacciones que escribe en un papel que parecen funcionar no funcionan realmente cuando las prueba en el laboratorio, por lo que debe tener paciencia y tener muchas ideas diferentes, ", dijo el estudiante graduado de Stanford MD-Ph.D. Shyam Sathyamoorthi, quien dirigió los esfuerzos de síntesis.

Potencial farmacológico

El laboratorio de Zare envió un lote de las benzoquinonas recién sintetizadas a Rogelio Hernández-Pando, patólogo del Instituto Nacional de Ciencias de la Salud y Nutrición Salvador Zubirán en la Ciudad de México, cuyo grupo probó los compuestos fabricados en laboratorio para determinar la actividad biológica.

El grupo de Hernández-Pando encontró que la benzoquinona roja era particularmente efectiva para matar la bacteria estafilococo altamente infecciosa, mientras que el azul era letal tanto para cepas normales como resistentes a múltiples fármacos de bacterias causantes de tuberculosis.

"Descubrimos que estos compuestos mataban a las bacterias, pero luego la pregunta se convirtió en '¿Te matará? ¿también? '”, dijo Zare.“ Y la respuesta es no:el grupo de Hernández-Pando demostró que el compuesto azul mata las bacterias de la tuberculosis pero deja intacto el revestimiento de los pulmones de los ratones ”.

Possani dijo que las propiedades antimicrobianas de los compuestos podrían no haberse descubierto si el grupo de Zare no hubiera descubierto cómo sintetizarlo. permitiendo así que se produzca en mayores cantidades. "La cantidad de componentes del veneno que podemos obtener de los animales es extremadamente baja, Possani dijo. "La síntesis de los compuestos fue decisiva para el éxito de este trabajo".

Los científicos de Stanford y México están planeando nuevas colaboraciones para determinar si los compuestos aislados del veneno se pueden transformar en drogas y también por qué están presentes en el veneno en primer lugar.

"Estos compuestos pueden no ser el componente venenoso del veneno, ", Dijo Zare." No tenemos idea de por qué el escorpión produce estos compuestos. Hay más misterios ".