Resuelto un misterio de la biología con el descubrimiento de la proteína que permite a las ranas dardo venenosas acumular sus toxinas con seguridad en su piel
Un estudio reciente, publicado en eLife, ha descifrado cómo las ranas dardo venenosas acumulan con seguridad sus toxinas características. Esta investigación, que resuelve un misterio científico de larga data, podría llegar al desarrollo de antídotos para tratar a personas envenenadas con moléculas similares.
Los compuestos alcaloides, como la cafeína, hacen que el café, el té y el chocolate sean deliciosos y agradables de consumir, pero pueden ser perjudiciales en grandes cantidades. En los humanos, el hígado puede metabolizar de manera segura cantidades modestas de estos compuestos. Las diminutas ranas dardo venenosas consumen alcaloides mucho más tóxicos en su dieta, pero en lugar de descomponer las toxinas, las acumulan en su piel como mecanismo de defensa contra los depredadores.
Aurora Alvarez-Buylla, estudiante de doctorado en el Departamento de Biología de la Universidad de Stanford en California, EE. UU., y principal autora del estudio, explica: “Siempre ha sido un misterio cómo las ranas dardo venenosas pueden transportar alcaloides altamente tóxicos por sus cuerpos sin envenenarse a sí mismas”. El equipo buscó proteínas que pudieran unirse y transportar de manera segura los alcaloides en la sangre de las ranas dardo venenosas.
Para ello, utilizaron un compuesto similar al alcaloide de la rana venenosa como un ‘anzuelo molecular’ para atraer y unirse a las proteínas en muestras de sangre tomadas de la rana venenosa Diablito. Este compuesto alcaloide similar fue transformado para brillar bajo luz fluorescente, permitiendo al equipo ver las proteínas mientras se unían a este señuelo.
Siempre ha sido un misterio cómo las ranas dardo venenosas pueden transportar alcaloides altamente tóxicos por sus cuerpos sin envenenarse a sí mismas
Luego, separaron las proteínas para ver cómo interactuaba cada una con los alcaloides en una solución. Descubrieron que una proteína llamada globulina de unión a alcaloides (ABG) actúa como una ‘esponja de toxinas’ que recoge alcaloides. También identificaron cómo la proteína se une a los alcaloides al probar sistemáticamente qué partes de la proteína eran necesarias para unirse con éxito.
“La forma en que ABG se une a los alcaloides tiene similitudes con la forma en que las proteínas que transportan hormonas en la sangre humana unen sus objetivos”, explica Alvarez-Buylla. “Este descubrimiento puede sugerir que las proteínas de manejo de hormonas de la rana han evolucionado la capacidad de manejar toxinas alcaloides”.
Los autores sugieren que las similitudes con las proteínas humanas que transportan hormonas podrían proporcionar un punto de partida para que los científicos intenten bioingenierizar proteínas humanas que puedan ‘absorber’ toxinas. “Si tales esfuerzos tienen éxito, esto podría ofrecer una nueva forma de tratar ciertos tipos de envenenamientos”, dice la autora principal Lauren O’Connell, profesora asistente en el Departamento de Biología y miembro del Instituto de Neurociencias Wu Tsai de la Universidad de Stanford.
“Más allá de la relevancia médica potencial, hemos logrado una comprensión molecular de una parte fundamental de la biología de la rana venenosa, lo que será importante para futuros trabajos sobre la biodiversidad y evolución de las defensas químicas en la naturaleza”, concluye O’Connell.
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