El remipedo Xibalbanus tulumensis vive en los cenotes de la península de Yucatán
Muchos animales utilizan venenos para defenderse o cazar. Los componentes de dicho veneno, conocidos como toxinas, interfieren en diversos procesos fisiológicos, razón por la cual son tan interesantes para el desarrollo de nuevos agentes farmacológicos.
Si bien los venenos de algunos grupos de animales (entre ellos serpientes, arañas, escorpiones e insectos) ya han sido bastante estudiados, la situación es completamente diferente para los grupos de animales marinos. Aquí sólo existen datos de especies animales individuales, lo que significa que este grupo aún tiene un gran potencial sin explotar.
Hace apenas unos años se descubrió que también existen crustáceos venenosos, los remipedos, que se parecen más a los ciempiés y viven en cuevas marinas submarinas.
Un equipo de investigación multidisciplinario dirigido por el Dr. Björn von Reumont, quien describió por primera vez en 2014 el sistema de veneno en remipedos y actualmente es investigador invitado en la Universidad Goethe de Frankfurt, ha caracterizado un grupo de toxinas del remipedo Xibalbanus tulumensis.
Imagen derecha: El crustáceo submarino tóxico Xibalbanus tulumensis contiene toxinas que son adecuadas para el desarrollo de sustancias activas contra enfermedades neurológicas. Crédito: Björn M. von Reumont
Reumont reunió un equipo formado por socios colaboradores del Instituto Fraunhofer de Medicina Traslacional (ITMP) en el marco del Centro LOEWE para la Biodiversidad Traslacional, así como colegas de la Universidad de Lovaina, de Colonia, Berlín y Múnich, todos ellos también parte de la Red Europea de Venenos (COST Action EUVEN).
El remipedo Xibalbanus tulumensis vive en los cenotes, que son los sistemas de cuevas submarinas de la península de Yucatán, México. El cavernícola inyecta el veneno producido en su glándula venenosa directamente a su presa. Esta toxina contiene una variedad de componentes, incluido un nuevo tipo de péptido, llamado xibalbina, en honor a su crustáceo productor.
Algunas de estas xibalbinas contienen un elemento estructural característico que es familiar en otras toxinas, especialmente las producidas por arañas: varios aminoácidos (cisteínas) del péptido están unidos entre sí de tal manera que forman una estructura similar a un nudo. Esto, a su vez, hace que los péptidos sean resistentes a las enzimas, al calor y a los valores extremos de pH.
Estas knottinas suelen actuar como neurotoxinas, interactuando con los canales iónicos y paralizando a sus presas, un efecto que también se ha propuesto para algunas xibalbinas.
El estudio muestra que todos los péptidos de xibalbina probados por los estudiantes de doctorado de los socios colaboradores, y en particular Xib1, Xib2 y Xib13, inhiben eficazmente los canales de potasio en los sistemas de mamíferos.
"Esta inhibición es muy importante a la hora de desarrollar fármacos para una serie de enfermedades neurológicas, incluida la epilepsia", afirma von Reumont. Xib1 y Xib13 también exhiben la capacidad de inhibir los canales de sodio dependientes del voltaje, como los que se encuentran en las células nerviosas o del músculo cardíaco.
Imagen: Descripción general de los datos publicados utilizados en el estudio para investigar la bioactividad de los péptidos similares a ICK de mayor expresión. Crédito: BMC Biology (2024). DOI: 10.1186/s12915-024-01955-5
Además, en las neuronas sensoriales de los mamíferos superiores, los dos péptidos pueden activar dos proteínas (las quinasas PKA-II y ERK1/2) implicadas en la transducción de señales. Esto último sugiere que están involucrados en la sensibilización al dolor, lo que abre nuevos enfoques en la terapia del dolor.
Aunque la bioactividad de las xibalbinas es un ejemplo del potencial sin explotar de la biodiversidad marina, la producción de medicamentos a partir de venenos animales es un proceso complejo y que requiere mucho tiempo.
"Encontrar candidatos adecuados y caracterizar exhaustivamente sus efectos, sentando así las bases para medicamentos seguros y eficaces, sólo es posible hoy en día en un gran equipo interdisciplinario, como en el caso de nuestro estudio", afirma von Reumont.
Para complicar aún más las cosas, el tiempo es un factor clave para los remipedos, cuyo hábitat se encuentra seriamente amenazado por la construcción de la red ferroviaria interurbana Tren Maya, que atraviesa la península de Yucatán.
"Los cenotes son un ecosistema muy sensible", explica von Reumont, quien, como experimentado buceador de cuevas submarinas, ha recolectado remipedos en Yucatán durante varias expediciones de buceo en cuevas. "Nuestro estudio destaca la importancia de proteger la biodiversidad, no sólo por su importancia ecológica, sino también por las potenciales sustancias que podrían ser de importancia crucial para nosotros los humanos".
Su investigación se publica en la revista BMC Biology: Diversely evolved xibalbin variants from remipede venom inhibit potassium channels and activate PKA-II and Erk1/2 signaling