El veneno mortal del caracol puede mejorar los medicamentos para la diabetes

Los científicos están encontrando pistas sobre cómo tratar la diabetes y los trastornos hormonales en un lugar inesperado: una toxina de uno de los animales más venenosos del planeta.

Los investigadores han identificado un componente en el veneno del caracol cono marino depredador, el cono de geografía, que imita una hormona humana llamada somatostatina, que regula los niveles de azúcar en sangre y varias hormonas en el cuerpo.

«Los caracoles cono son muy buenos químicos».

Los efectos específicos y duraderos de la toxina similar a una hormona, que ayuda al caracol a cazar a su presa, también podrían ayudar a los científicos a diseñar mejores medicamentos para personas con diabetes o trastornos hormonales, afecciones que pueden ser graves y, en ocasiones, mortales.

Los resultados aparecen en la revista. Comunicaciones de la naturaleza.

¿Un camino hacia mejores drogas?

La somatostatina actúa como un pedal de freno para muchos procesos en el cuerpo humano, evitando que los niveles de azúcar en la sangre, varias hormonas y muchas otras moléculas importantes aumenten peligrosamente.

Los investigadores descubrieron que la toxina del caracol cónico, llamada consomatina, funciona de la misma manera, pero la consomatina es más estable y específica que la hormona humana, lo que la convierte en un modelo prometedor para el diseño de fármacos.

Al medir cómo interactúa la consomatina con los objetivos de la somatostatina en células humanas en un plato, los investigadores encontraron que la consomatina interactúa con una de las mismas proteínas que lo hace la somatostatina. Pero mientras la somatostatina interactúa directamente con varias proteínas, la consomatina solo interactúa con una.

Esta focalización afinada significa que la toxina del caracol cónico afecta los niveles hormonales y los niveles de azúcar en la sangre, pero no los niveles de muchas otras moléculas.

De hecho, la toxina del caracol cono se dirige con mayor precisión que la mayoría de las drogas sintéticas específicas diseñadas para regular los niveles hormonales, como las drogas que regulan la hormona del crecimiento. Estos medicamentos son una terapia importante para las personas cuyos cuerpos producen en exceso hormonas de crecimiento.

Los efectos de la consomatina sobre el azúcar en sangre pueden hacer que su uso como terapéutico sea peligroso, pero al estudiar su estructura, los investigadores pueden comenzar a diseñar medicamentos para los trastornos endocrinos que tengan menos efectos secundarios.

La consomatina es más específica que las drogas sintéticas de primera línea y también dura mucho más tiempo en el cuerpo que la hormona humana, gracias a la inclusión de un aminoácido inusual que dificulta su descomposición. Esta es una característica útil para los investigadores farmacéuticos que buscan formas de fabricar medicamentos que tengan beneficios a largo plazo.

Del veneno a la medicina

Encontrar mejores medicamentos mediante el estudio de venenos mortales puede parecer contradictorio, pero Helena Safavi, profesora asociada de bioquímica en la Facultad de Medicina Spencer Fox Eccles de Utah y autora principal del estudio, explica que la letalidad de las toxinas a menudo se ve favorecida por una focalización precisa. de moléculas específicas en el cuerpo de la víctima. Esa misma precisión puede resultar extraordinariamente útil en el tratamiento de enfermedades.

«Los animales venenosos, a través de la evolución, tienen componentes de veneno ajustados para alcanzar un objetivo particular en la presa y perturbarla», dice Safavi.

«Si se toma un componente individual de la mezcla de veneno y se observa cómo altera la fisiología normal, esa vía suele ser realmente relevante en la enfermedad». Para los químicos medicinales, «es un atajo».

La consomatina comparte un linaje evolutivo con la somatostatina, pero a lo largo de millones de años de evolución, el caracol cono ha convertido su propia hormona en un arma.

Para la presa a pescado del caracol cono, los efectos mortales de la consomatina dependen de su capacidad para evitar que aumenten los niveles de azúcar en sangre. Y lo que es más importante, la consomatina no funciona sola. El equipo de Safavi había descubierto previamente que el veneno del caracol cónico contiene otra toxina similar a la insulina, que reduce los niveles de azúcar en la sangre tan rápidamente que el caracol cónico presa del caracol deja de responder. Luego, la consomatina evita que los niveles de azúcar en sangre se recuperen.

«Creemos que el caracol cono ha desarrollado esta toxina altamente selectiva para trabajar junto con la toxina similar a la insulina para reducir la glucosa en sangre a un nivel muy bajo», dice Ho Yan Yeung, investigador postdoctoral en bioquímico y primer autor del estudio. .

El hecho de que varias partes del veneno del caracol cónico se dirijan a la regulación del azúcar en sangre sugiere que el veneno puede incluir muchas otras moléculas que hacen cosas similares.

«Esto significa que en el veneno no sólo puede haber toxinas como la insulina y la somatostatina», afirma Yeung. «Podría haber otras toxinas que también tengan propiedades reguladoras de la glucosa». Estas toxinas se pueden utilizar para diseñar mejores medicamentos para la diabetes.

Puede parecer sorprendente que un caracol sea capaz de vencer a los mejores químicos humanos en el diseño de fármacos, pero Safavi cree que los caracoles cono tienen el tiempo evolutivo de su lado.

«Hemos estado intentando hacer química medicinal y desarrollar fármacos durante cientos de años, a veces mal», dice. «Los caracoles cónicos tuvieron mucho tiempo para hacerlo muy bien».

O, como dijo Yeung, «los caracoles cono son realmente buenos químicos».

Investigadores adicionales de la Universidad de Utah y la Universidad de Copenhague contribuyeron al trabajo.

El apoyo a la investigación provino del Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales de los Institutos Nacionales de Salud, una Beca Villum Young Investigator, una Beca Inicial de la Comisión Europea y la Fundación Carlsberg.

Fuente: Universidad de Utah