Las mordeduras de serpiente siguen siendo una enfermedad tropical desatendida y devastadora que se cobra más de 100.000 vidas al año y causa graves complicaciones y discapacidades a largo plazo para muchas más. Los tratamientos actuales, basados en anticuerpos policlonales derivados del plasma de animales inmunizados, son costosos y tienen una eficacia limitada, especialmente contra las toxinas de tres dedos (3FTx), componentes altamente tóxicos del veneno de las serpientes elápidas.

Las toxinas de tres dedos (3FTx) son un grupo de proteínas pequeñas que se encuentran en el veneno de las serpientes elápidas, como las cobras, mambas y kraits. Se llaman así porque su estructura tridimensional se asemeja a una mano con tres dedos.

A pesar de su nombre simple, estas toxinas son bastante complejas y diversas en cuanto a sus efectos. Algunas actúan como neurotoxinas, uniéndose a los receptores de acetilcolina en las células nerviosas y musculares, lo que puede causar parálisis y dificultad para respirar. Otras 3FTx pueden dañar las células y tejidos, causando dolor, hinchazón y necrosis.

Características principales de las 3FTx:

  • Estructura: Compuestas por 60-74 aminoácidos con cuatro enlaces disulfuro que estabilizan su estructura de «tres dedos».
  • Diversidad: Existen muchas variantes de 3FTx, cada una con diferentes efectos tóxicos.
  • Mecanismo de acción: Interactúan con diversas dianas moleculares en el cuerpo, incluyendo receptores de acetilcolina, canales iónicos y componentes de la membrana celular.

Subfamilias de 3FTx:

  • Neurotoxinas α: Bloquean los receptores nicotínicos de acetilcolina, causando parálisis.
  • Citotoxinas: Dañan las membranas celulares, provocando la muerte celular.
  • Neurotoxinas κ: Bloquean los canales de potasio.

Un estudio reciente publicado en Nature ofrece una nueva esperanza en la lucha contra este problema de salud global. Investigadores han utilizado métodos de aprendizaje profundo para diseñar proteínas de novo que se unen a las 3FTx, neutralizando su efecto tóxico.

https://www.nature.com/articles/s41586-024-08393-x

En lugar de depender de anticuerpos animales, los científicos utilizaron algoritmos de inteligencia artificial para diseñar proteínas completamente nuevas capaces de unirse a las 3FTx con alta afinidad. Estas proteínas, diseñadas computacionalmente, mostraron una notable estabilidad térmica y una capacidad excepcional para neutralizar las tres subfamilias de 3FTx in vitro. Además, protegieron a ratones de un desafío letal con neurotoxinas.

Estos resultados abren la puerta al desarrollo de antivenenos de próxima generación más seguros, rentables y accesibles. Las proteínas diseñadas computacionalmente podrían superar las limitaciones de los antivenenos tradicionales, ofreciendo una solución más eficaz y asequible para las víctimas de mordeduras de serpiente, especialmente en entornos de bajos recursos.

El éxito de este enfoque también tiene implicaciones más amplias para el descubrimiento de fármacos. El diseño computacional de proteínas podría democratizar el desarrollo de terapias para otras enfermedades tropicales desatendidas, reduciendo significativamente los costos y los requisitos de recursos.

Este estudio representa un avance significativo en la lucha contra las mordeduras de serpiente y destaca el potencial transformador de la inteligencia artificial en el desarrollo de nuevas terapias. Las proteínas diseñadas por IA podrían revolucionar el tratamiento de las mordeduras de serpiente y allanar el camino para un futuro donde las enfermedades tropicales desatendidas ya no representen una amenaza mortal para millones de personas en todo el mundo.

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