Un fragmento no letal del ántrax posee acción analgésica y actúa directamente en las neuronas del dolor

Científicos de las universidades Harvard y de São Paulo describieron este descubrimiento que en el futuro podrá hacer posible el desarrollo de tratamientos contra distintas enfermedades en la revista Nature Neuroscience

Por Maria Fernanda Ziegler  |  Agência FAPESP – Cuando son sometidas a la acción de ambientes hostiles, las bacterias de la especie Bacillus anthracis desarrollan esporas ricas en una toxina conocida como ántrax, capaz de provocar úlceras en la piel y problemas gastrointestinales y respiratorios en las personas expuestas que desembocan en su muerte en pocas horas. Merced a este potencial letal, el ántrax se convirtió en un arma biológica.

Pero los días de villano del ántrax parecen estar contados. En el marco de un estudio publicado en la revista Nature Neuroscience, científicos de la Universidad Harvard, en Estados Unidos, y de la Universidad de São Paulo (USP), en Brasil, demostraron que un componente no letal de esta toxina posee un alto poder analgésico y actúa directamente en las neuronas señalizadoras del dolor. Por unirse a un receptor de estas neuronas, ese fragmento del ántrax puede también emplearse para transportar otras sustancias analgésicas hasta las células neuronales.

“No se esperaba que el ántrax pudiese tener un efecto analgésico directamente en las neuronas del dolor. Esto sucede porque uno de los receptores de las células neuronales relacionados con el dolor posee una alta afinidad con esta toxina. La idea es ahora utilizar este fragmento no letal de la toxina y asociarlo a otras sustancias para obtener un efecto específico en las neuronas. En teoría, puede empleárselo para transportar compuestos activos hasta esas células neuronales, cuya acceso suele ser difícil”, explica Thiago Mattar Cunha, integrante del Centro de Investigaciones en Enfermedades Inflamatorias (CRID) y coautor del estudio.

El CRID es un Centro de Investigación, Innovación y Difusión (CEPID) de la FAPESP con sede en la Facultad de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP-USP).

Los experimentos descritos en el artículo se concretaron en ratones, en diversos modelos de dolor crónico, neuropático e inflamatorio y de distintas patologías. “Con la realización de nuevos estudios, esperamos que sea posible en el futuro producir un nuevo tipo de analgésico con una parte de la toxina ántrax que actúe de manera más específica en ese tipo de neuronas. De este modo, ese medicamento podría aplicarse contra distintos dolores patológicos que, desafortunadamente, no responden a la acción de otros medicamentos”, dice.

La parte que no mata

La toxina existente en las esporas de la B. anthracis está compuesta por tres proteínas distintas: edema factor (factor de edema), lethal factor (factor letal) y protector antigen o PA (antígeno protector). Esta última funciona como una llave que se une al receptor de las células y es capaz de internar en ellas diferentes toxinas. Como un gran collar de cuentas, esas tres proteínas que conforman el ántrax también pueden unirse unas a otras, en pares, formando fragmentos de ántrax. Como la PA por sí sola no posee efecto biológico, los investigadores utilizaron en el estudio una combinación de esa proteína con el factor de edema, que tampoco mata.

“Aparte de descubrir que la PA se unía a los receptores de las células neuronales relacionadas con el dolor, constatamos que cuando la PA y el factor de edema se asocian y se los inyecta en la vía intratecal [en el cerebro] de los ratones, el compuesto llega al ganglio de la raíz dorsal, en donde se encuentran las neuronas relacionadas con el dolor. Y observamos que esto producía analgesia”, comenta Mattar Cunha.

Tanto el equipo en Harvard como el de Ribeirão Preto realizaron diversos experimentos para comprobar esos efectos analgésicos y demostrar que la PA estaba transportando la toxina hacia dentro de las neuronas. “Aún no sabemos exactamente cuál es el mecanismo: lo más probable es que se produzca un bloqueo. Generalmente, las neuronas sensitivas de la médula espinal se conectan [forman sinapsis] con otras neuronas para que se concrete la transmisión de la información dolorosa hacia el sistema nervioso central. Y por lo que hemos observado, este compuesto impide esas sinapsis, evitando así el dolor”, explica.

Aparte de la asociación de la PA con el factor de edema, los investigadores también realizaron experimentos con distintos compuestos. En una de las pruebas, combinaron la PA con la toxina botulínica, producida por la bacteria Clostridium botulinum y utilizada en un procedimiento estético conocido como botox. De este modo, los científicos demostraron que la PA concretaba la “entrega” de la toxina botulínica directamente en las células neuronales relacionadas con el dolor.

“Esto muestra la capacidad de la PA para transportar una gran variedad de sustancias, drogas y otras toxinas hasta las neuronas relacionadas con el dolor, lo que puede abrir en el futuro un gran abanico de nuevos analgésicos para tratar distintos tipos de patologías, que actúen directamente en las neuronas que señalizan el dolor”, sostiene el investigador.

Puede leerse el artículo intitulado Anthrax toxins regulate pain signaling and can deliver molecular cargoes into ANTXR2⁺ DRG sensory neurons en el siguiente enlace: www.nature.com/articles/s41593-021-00973-8.