Las arañas están entre los depredadores más ingeniosos de la Tierra, capturando presas por cualquier medio necesario. Los tejedores de orbes tejen telarañas para capturar. Arañas lobo emboscan el suelo por la noche. Casi todas las arañas usan veneno cuando cazan.
Pero el veneno de cada araña es un cóctel de ingredientes tan variados como su comportamiento de caza. Algunos ingredientes venenosos pueden dañar a las personas, mientras que otros no. Como resultado, solo unas pocas arañas amenazan la salud humana, mientras que la mayoría son inofensivas e incluso beneficiosas para el control de plagas.
En Estados Unidos, las arañas peligrosas para las personas incluyen la ermitaño marrón, que transporta una toxina necrótica que destruye tejidos, y la viuda negra, que tiene una neurotoxina especial que daña las células nerviosas.
Pero, ¿cómo funcionan estas toxinas? Mi laboratorio, en colaboración con mi colega Greta Binford, lleva más de dos décadas estudiando toxinas venenosas. En una investigación recién publicada dirigida por mi antigua alumna Alexandra Sundman, capturamos la estructura de la toxina ermitana producida por la araña de arena de seis ojos, pariente de la ermitana parda que se encuentra en Chile. Nuestros hallazgos aportan nuevas pistas para desarrollar nuevos tratamientos para las picaduras de araña.
Arrasando la superficie de la célula
La toxina del veneno recluso es una enzima, que es una proteína que acelera ciertas reacciones químicas.
La toxina reclusa se une a la superficie de las células y se desliza por ella como un cortacésped, cortando las cabezas de las moléculas de esta superficie. Mientras trabajaba en mi laboratorio, mi antiguo alumno Dan Lajoie descubrió que la toxina transforma estas moléculas superficiales en estructuras anillales inusuales. Cuando el sistema inmunitario ataca estas células dañadas y frágiles, puede provocar una muerte generalizada de los tejidos llamada necrosis.
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Por razones que los investigadores aún no entienden, estas toxinas causan necrosis en los humanos pero parecen afectar principalmente a las células nerviosas de las presas de insectos. Ambos efectos probablemente resultan de membranas celulares dañadas o reorganizadas.
Para entender mejor cómo el veneno de araña daña las células, mi equipo y yo cristalizamos y tomamos radiografías de una toxina de una araña de arena chilena de seis ojos mientras se une a moléculas objetivo que se encuentran en las membranas celulares. Nos sorprendió ver una estructura que revela cómo la toxina se une a las superficies celulares. Claramente visibles en la boca de la enzima estaban las moléculas de la superficie celular, posicionadas de forma a mostrar cómo la enzima corta la cabeza y la convierte en un anillo.
Cuando comparamos la estructura de la toxina cuando está unida a sus moléculas objetivo con su estructura cuando no lo está, observamos cambios que sugieren que se activa al unirse a las superficies celulares. Es decir, comienza a dañar las células una vez que se adhiere a su superficie.
Descubriendo al ermitaño
Fieles a su nombre, los reclusos suelen residir en lugares oscuros y cubiertos como montones de leña, armarios y fundas de almohada, y pueden entrar en contacto accidental con personas. No son agresivos, pero muerden cuando se sienten amenazados. El síntoma más común es una herida cutánea grave que puede requerir injertos, pero la toxina también puede dañar los glóbulos rojos y causar insuficiencia renal potencialmente mortal.
Las lesiones de araña reclusa pueden diagnosticarse erróneamente debido a su similitud con llagas de bacterias como Staphylococcus, resistente a la meticilina. No existen tratamientos aprobados en EU, aunque en Sudamérica sí existen antídotos.
Nuestra esperanza es que este trabajo pueda guiar a los científicos en el desarrollo de nuevas formas de tratar las picaduras de araña y bloquear el efecto de sus toxinas, ya sea interfiriendo con su capacidad de unirse a la superficie de las células o alterándolas químicamente.
*Matthew Cordes es profesor asociado de Química y Bioquímica en la Universidad de Arizona.
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation/Reuters
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