Descubren potencial tratamiento para la diabetes usando el veneno de uno de los animales más letales del mundo

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.

Un equipo de investigación multinacional dirigido por científicos de la Universidad de Utah ha identificado un componente dentro del veneno de un caracol marino mortal, el cono geográfico, que imita una hormona humana llamada somatostatina, que regula los niveles de azúcar en sangre y varias hormonas en el cuerpo.

Los efectos específicos y duraderos de la toxina similar a la hormona, que ayudan al caracol a cazar a sus presas, también podrían ayudar a los científicos a diseñar mejores medicamentos para las personas con diabetes o trastornos hormonales, afecciones que pueden ser graves y, a veces, fatales. Los resultados se publicaron en la revista Nature Communications el 20 de agosto de 2024.

La toxina similar a la somatostatina que caracterizaron los investigadores podría ser la clave para mejorar los medicamentos para las personas con diabetes y trastornos hormonales.

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

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

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

Esta precisa orientación significa que la toxina del caracol cono afecta los niveles de hormonas y de azúcar en sangre, pero no los niveles de muchas otras moléculas. De hecho, la toxina del caracol cónico está dirigida con mayor precisión que los fármacos sintéticos más específicos diseñados para regular los niveles hormonales, como los que regulan la hormona del crecimiento.

Estos fármacos son una importante terapia para las personas cuyos cuerpos producen hormona del crecimiento en exceso. Los efectos de la consomatina sobre el azúcar en sangre podrían hacer que su uso como terapia sea peligroso, pero al estudiar su estructura, los investigadores podrían comenzar a diseñar fármacos para trastornos endocrinos que tengan menos efectos secundarios.

La consomatina es más específica que los fármacos sintéticos 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 fármacos que tengan beneficios duraderos.

Encontrar mejores fármacos estudiando venenos letales puede parecer poco intuitivo, pero Helena Safavi, profesora adjunta de Bioquímica en la Escuela de Medicina Spencer Fox Eccles (SFESOM) de la Universidad de Utah y autora principal del estudio, explicó que la letalidad de las toxinas suele verse favorecida por la precisión en la orientación de moléculas específicas en el cuerpo de la víctima.

Esa misma precisión puede ser extraordinariamente útil en el tratamiento de enfermedades. “Los animales venenosos tienen, a través de la evolución, componentes del veneno ajustados para alcanzar un objetivo particular en la presa y perturbarlo”, dij Safavi en un comunicado. “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 poco un atajo”. La consomatina comparte un linaje evolutivo con la somatostatina, pero a lo largo de millones de años de evolución, el caracol cono convirtió su propia hormona en un arma.

En el caso de las presas de los caracoles cónicos, los efectos letales 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 actúa sola.

El equipo de Safavi había descubierto anteriormente que el veneno del caracol cónico incluye otra toxina que se parece a la insulina y que reduce el nivel de azúcar en sangre tan rápidamente que la presa del caracol cónico deja de responder. Entonces, la consomatina impide que los niveles de azúcar en sangre se recuperen.

“Creemos que el caracol cónico desarrolló esta toxina altamente selectiva para que funcione junto con la toxina similar a la insulina y reduzca la glucosa en sangre a un nivel realmente bajo”, afirmó Ho Yan Yeung, investigador postdoctoral en bioquímica en SFESOM y primer autor del estudio

El hecho de que varias partes del veneno del caracol cónico tengan como objetivo la regulación del azúcar en sangre sugiere que el veneno podría incluir muchas otras moléculas que hacen cosas similares. “Eso significa que no sólo podría haber toxinas similares a la insulina y la somatostatina en el veneno”, dijo Yeung.

“Podría haber también otras toxinas que tengan propiedades reguladoras de la glucosa”. Esas toxinas podrían utilizarse para diseñar mejores medicamentos contra la diabetes. Puede parecer sorprendente que un caracol sea capaz de superar a los mejores químicos humanos en el diseño de fármacos, pero Safavi dijo que los caracoles cono tienen el tiempo evolutivo de su lado. “Hemos estado tratando de hacer química medicinal y desarrollo de fármacos durante unos cientos de años, a veces mal”, dice. “Los caracoles cono han tenido mucho tiempo para hacerlo realmente bien”.

O, como dijo Yeung, “los caracoles cono son simplemente muy buenos químicos”.