La secuenciación de todas las moléculas de ARN mensajero encontradas en el tejido de una anémona marina ha permitido a un equipo de investigación internacional descubrir una nueva toxina de este animal. Se trata de una proteína que forma parte de su veneno y cuya función tóxica consiste en crear poros en las membranas de otros organismos para atacarlos, o para defenderse de ellos. Su hallazgo expande su repertorio armamentístico y nos acerca a su posible utilización terapéutica.
La anémona marina S. helianthus produce una tercera actinoporina, una proteína tóxica desconocida hasta ahora que podría ayudar a entender los mecanismos de defensa de estos animales y abrir la puerta a nuevas aplicaciones terapéuticas, según una investigación liderada por la Universidad Complutense de Madrid en colaboración con la Universidad de Massachusetts Lowell (EE UU).
Para atrapar a sus presas y defenderse de los predadores, las anémonas marinas inyectan un veneno que, entre otros componentes, contiene unas proteínas llamadas actinoporinas. Su función es la de reagruparse sobre las membranas de las células que constituyen su diana para, literalmente, formar agujeros, desencadenando así un proceso mortal para la presa.
La S. helianthus produce dos actinoporinas (StnI y StnII) que no solo tienen distinta potencia tóxica, sino que son capaces de cooperar entre sí, modulando y ampliando su campo de acción. Utilizando técnicas transcriptómicas de secuenciación masiva de ARN mensajero, el grupo descubrió una tercera actinoporina (StnIII), sensiblemente distinta de las otras dos y mucho menos abundante. Este hallazgo revela que la nueva StnIII también puede ser capaz de cooperar con las otras dos en favor de una acción venenosa más tóxica y mejor regulada.
Big data al servicio del análisis del veneno
Los venenos en general están compuestos por “familias multigénicas”. Es decir, que los animales que los producen, anémonas incluidas, poseen colecciones de genes que les permiten producir variantes ligeramente diferentes de toxinas muy parecidas. Una estrategia que les permite matizar su acción y, a la vez, coevolucionar con los sistemas de defensa de sus presas.
El trabajo ahora publicado es uno de los pocos ejemplos en los que hasta ahora se ha profundizado en el análisis de este aspecto. “Esto nos ha permitido dar un enfoque más evolutivo a la investigación. No solo hemos innovado a nivel experimental. Hemos tenido que aprender a trabajar con big data y a usar supercomputadores, como el Biocluster de la Universidad de California”, añade Esperanza Rivera, investigadora del departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la UCM, y autora principal del estudio, publicado en Toxicon.
Este grupo de la UCM desarrolla una línea de construcción de inmunotoxinas dirigidas contra el cáncer de colon, principalmente. Una inmunotoxina es una proteína artificial, quimérica (que no existe en la naturaleza), en la cual se fusiona un fragmento de anticuerpo, que reconoce específicamente una célula tumoral, y una toxina, que la mata.
Por este motivo, si bien es un objetivo todavía a largo plazo, la investigadora de la UCM explica que “con este sistema, las actinoporinas se podrían dirigir a un tipo celular cancerígeno concreto, como balas mágicas capaces de formar poros sobre las membranas de las células tumorales y así eliminarlas de forma específica”.
Esta investigación, que además ha sido desarrollada casi en exclusiva con financiación de la UCM-Santander y del programa Erasmus+, se sumerge en el conocimiento detallado del veneno de anémona para descubrir nuevas toxinas que permitan preparar mejores antídotos contra la picadura de estos organismos que, por otra parte, son bastante abundantes en nuestras costas.
Referencia bibliográfica:
Rivera-de-Torre E, et al. "Stichodactyla helianthus' de novo transcriptome assembly: Discovery of a new actinoporin isoform". Toxicon. 2018.
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