Revelaron cómo el veneno de la araña de seis ojos destruye células humanas

La araña de arena de seis ojos es un arácnido llamativo de Sudamérica. Tiene un cuerpo plano, patas largas y la particular disposición de sus seis ojos en tres pares (la mayoría de las arañas tiene 8 ojos) y habita en suelos arenosos de Chile y Argentina.

Su veneno contiene toxinas capaces de destruir tejidos y afectar la sangre. Un grupo de investigadores del departamento de química y bioquímica de la Universidad de Arizona y el departamento de biología del Colegio Lewis & Clark de los Estados Unidos logró describir por primera vez la estructura molecular de la toxina principal del veneno de esa especie de araña.

Ese avance, que fue publicado en la revista PNAS de la Academia Nacional de Ciencias de EE.UU., muestra cómo la toxina se acopla a las membranas celulares y descompone los lípidos, un proceso clave en el daño provocado por las picaduras de estos arácnidos.

Podría sentar las bases para el desarrollo de futuros medicamentos capaces de bloquear el efecto tóxico y prevenir lesiones graves en personas afectadas por mordeduras de arañas sicáridas, según el equipo de investigadores formado por Alexandra Sundman, Greta Binford, William Montfort y Matthew Cordes.

El misterio de la toxina

El veneno de las arañas sicáridas, como la de arena de seis ojos, puede causar loxoscelismo, un síndrome que produce desde necrosis en la piel hasta daños en la sangre.

La clave está en toxinas que cortan lípidos, moléculas que forman la membrana de las células.

Estudios anteriores habían obtenido estructuras parciales de toxinas similares, pero no lograban mostrar con claridad cómo estos lípidos se acomodan en el sitio activo de la enzima.

El principal reto era observar cómo la toxina, al unirse a la membrana, cambia de forma y desencadena su efecto dañino.

Los investigadores intentaron averiguar cómo la toxina interactúa con los lípidos y qué zonas de la proteína participan en la activación.

También buscar explicar por qué ciertas toxinas prefieren algunos lípidos específicos y cómo esa afinidad se relaciona con el daño que producen.

La anatomía oculta del veneno

Los investigadores lograron cristalizar una forma inactiva de la toxina para poder estudiarla con lípidos sintéticos y detergentes que simulan la membrana celular.

La proteína, llamada “St_βIB1i”, contenía una mutación que permitió observar el complejo proteína-lípido sin que ocurriera la reacción.

Al usar cristalografía de rayos X, obtuvieron imágenes de la estructura a una resolución entre 1,85 y 2,6 angstroms (una unidad de medida que equivale a una diezmilmillonésima parte de un metro).

Cada subunidad enzimática se unió a tres moléculas de lípido: una en el sitio catalítico y dos en otros lugares cercanos, formando una interfaz que se asemeja a la membrana real.

La comparación con la proteína sin lípidos mostró que dos lazos de la enzima modifican su forma cuando la toxina se une a la membrana.

Este cambio permite que la toxina se active y corte los lípidos. De esta manera se desencadena el daño celular característico.

El equipo descubrió que la toxina tiene preferencia por lípidos con grupo etanolamina, como la ceramida fosfoetanolamina, lo que ayuda a explicar la selectividad de la toxina y su variación de efectos entre diferentes especies de arañas.

Se realizaron mutaciones en aminoácidos clave para analizar cómo afectan la función tóxica y la afinidad por distintos lípidos. Además, simulaciones computacionales respaldaron los hallazgos obtenidos en el laboratorio.

Las pruebas bioquímicas confirmaron que la toxina necesita unirse a lípidos específicos para activar su acción y provocar el daño observado en las células tras la picadura.

Ciencia al servicio de la salud

Los resultados sugieren que el siguiente paso podría ser el diseño de fármacos que impidan que la toxina se una a los lípidos, lo que permitiría tratar lesiones causadas por mordeduras de arañas venenosas.

Sin embargo, los investigadores reconocieron que la estructura cristalina obtenida refleja el comportamiento en condiciones de laboratorio y que faltan estudios para comprender la dinámica completa en una célula viva.

En diálogo con Infobae, el científico Adolfo de Roodt, docente de toxicología de la Facultad de Medicina de la Universidad de Buenos Aires y miembro de la Asociación Toxicológica Argentina, comentó: “Se trata de una especie que es un poco graciosa cuando se esconde en la arena”.

Para el experto, “los investigadores hicieron un trabajo interesante, aunque todavía debe investigarse más para llegar a contar con una estrategia eficaz para un veneno en particular. El mecanismo del envenenamiento por ese género de arañas aún está en estudio“.