Veneno de Araña para usos terapéuticos y fabricación de Bioinsecticidas

El veneno de una sola araña puede contener hasta 3000 componentes. Estos componentes, en su mayoría péptidos, se pueden utilizar para desarrollar fármacos en el tratamiento de enfermedades. El veneno de araña también se puede utilizar como pesticida biológico. Un equipo de científicos del Instituto Fraunhofer de Biología Molecular y Ecología Aplicada IME y de la Universidad Justus Liebig en Giessen está investigando principalmente los venenos de arañas nativas de Alemania, que en su mayoría se habían descuidado hasta ahora. Sus resultados sobre la biología de las toxinas, en particular del veneno de la araña avispa.

Avances en estudios médicos neurocientíficos

En consecuencia, las acciones de las toxinas individuales sobre los receptores del dolor en las células nerviosas se pueden examinar en el laboratorio. El cóctel de veneno de la araña australiana de tela en embudo es particularmente prometedor. Se cree que se puede utilizar para tratar el daño neuronal después de un accidente cerebrovascular y que se puede utilizar para hacer que los corazones duren más para los trasplantes de órganos. Otros componentes son interesantes para su uso como antibióticos o como analgésicos.

“Este es un campo de investigación muy reciente. Aunque las sustancias han sido identificadas y descritas, aún no han alcanzado la etapa preclínica”, dice Lüddecke.

En los avances sobre investigación de plaguicidas. Las arañas usan sus venenos para dominar a sus presas de insectos. Como las toxinas son muy efectivas contra los insectos.

Hasta ahora, la investigación se ha centrado en los venenos de especies grandes o potencialmente peligrosas que viven en los trópicos. Las arañas pequeñas e inofensivas nativas de Europa Central no estaban enfocadas.

“La mayoría de las arañas en Europa Central no superan los dos centímetros de tamaño corporal, y su minúsculo rendimiento de veneno es insuficiente para los experimentos. Sin embargo, los métodos analíticos altamente sensibles desarrollados recientemente nos permiten ahora examinar también las pequeñas cantidades de veneno de los previamente descuidados mayoría de las arañas pequeñas “, explica Lüddecke.

Los venenos de araña son muy complejos y pueden contener hasta 3000 componentes. El veneno de la araña avispa, por otro lado, solo contiene alrededor de 53 biomoléculas. Está fuertemente dominado por componentes de alto peso molecular, incluidas las llamadas proteínas CAP y otras enzimas. Al igual que en otros venenos de araña, los nudos están presentes, pero solo representan una pequeña fracción de la mezcla total.

Las nudosas representan un grupo de péptidos neurotóxicos que, debido a su motivo de nudos, son resistentes a la degradación química, enzimática y térmica. Por tanto, estas moléculas pueden administrarse por vía oral como terapéutica sin ser digeridas en el tracto gastrointestinal. Por lo tanto, pueden ejercer muy bien sus efectos y, por lo tanto, tienen un gran potencial para la medicina. Además, los knottins se unen específicamente a los canales iónicos. “Cuanto más específicamente una molécula interactúa con su molécula objetivo, menos efectos secundarios puede desencadenar”, explica Lüddecke. Además, incluso las cantidades más pequeñas de estas knottins influyen en la actividad de los canales iónicos, es decir, son eficaces en concentraciones bajas. Como resultado, las terapias derivadas se pueden administrar en dosis bajas. La combinación de estas propiedades hace que el veneno de araña sea tan interesante para la ciencia.

También descubrieron moléculas en el veneno de la araña avispa que son similares a los neuropéptidos de insectos que son responsables del transporte de información entre las células nerviosas.

“Hemos encontrado nuevas familias de toxinas similares a los neuropéptidos que aún no se han identificado en otras arañas. Sospechamos que la araña avispa las usa para atacar el sistema nervioso de los insectos. Se sabe desde hace mucho tiempo que los neuropéptidos en el reino animal son a menudo reutilizados como toxinas en el curso de la evolución “, dice el investigador.

Reproducción de toxinas en el laboratorio.

Dado que la producción de veneno es baja en las arañas pequeñas, los investigadores eliminan las glándulas del veneno y secuencian su ARNm. Las toxinas se pueden identificar basándose en la secuencia del gen. El perfil del veneno de la araña avispa se ha recuperado por completo; el siguiente paso es producir los componentes relevantes. Para ello, la secuencia del gen se incorpora a una célula bacteriana mediante biotecnología, que luego produce la toxina .

“Estamos diseñando bacterias genéticamente modificadas que producen la toxina a gran escala”.

El veneno de las arañas macho y hembra es diferente.

Fruto de estas investigaciones se ha podido deducir que los venenos de araña son muy dinámicos y que muchos factores dan forma a su composición y funcionalidad. “La dinámica del veneno de araña hasta ahora se ha subestimado gravemente. El repertorio bioquímico está influenciado decisivamente por la etapa de la historia de vida, el hábitat y, en particular, el sexo. Incluso el cóctel de veneno de juveniles y adultos no es necesariamente idéntico. Se debe más bien al interacción de los muchos componentes que producen el veneno de araña tan eficaz, en lugar de los efectos de una sola toxina. Las interacciones entre los componentes aumentan su efectividad ”, resume el investigador.

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