Una nueva técnica innovadora para estudiar el veneno del escorpión

El estudio de los venenos, aquellas sustancias tóxicas producidas por determinados animales como serpientes o avispas (e incluso ornitorrincos …) para matar o paralizar a sus presas, así como a sus potenciales depredadores, ha sido estudiado durante mucho tiempo por científicos, principalmente en el campo. de objetivo comprender su funcionamiento y composición. Todo esto para desarrollar antídotos eficaces. En algunas regiones, principalmente los animales tropicales, venenosos representan un verdadero problema de salud pública: según la Organización Mundial de la Salud (OMS), entre 81.000 y 138.000 personas mueren cada año por mordeduras de serpientes en todo el mundo.

En segundo lugar en el podio, detrás de los reptiles, están los escorpiones que son de particular interés para los investigadores. Su veneno es producido por glándulas dentro del suchon, la última parte de la cola de estos artrópodos, que termina en una picadura (la parte puntiaguda). Tradicionalmente, el análisis de glándulas venenosas y sus productos requiere el sacrificio de los escorpiones estudiados. Desafortunadamente, además de las cuestiones éticas que plantea este método, presenta una limitación importante para los científicos: el veneno estudiado es solo representativo de un instante t. Es imposible, por tanto, analizar las probables variaciones según la hora del día, el mes del año, la estación del año o incluso la dieta del animal.

Transcriptómica innovadora

Desde su aparición paulatina en la década de 1990, el campo de la transcriptómica ha revolucionado el estudio de los venenos: estas técnicas permiten establecer el transcriptoma de un organismo, es decir, todos sus ARN mensajeros (ARNm). La cuantificación de los ARNm transcritos en determinadas condiciones nos permite evaluar qué genes estaban activos en ese momento exacto: en el caso de los escorpiones, estudiar el transcriptoma de los tejidos que componen las glándulas venenosas permite establecer qué genes estaban activos en ese momento. de producción de veneno.

Investigadores del Centro de Biodiversidad Naturalis (en adelante “Naturalis”) en los Países Bajos han propuesto un método nuevo e innovador para estudiar el veneno del escorpión, sin tener que sacrificarlo y excediendo el límite de tiempo mencionado anteriormente. descrito en la revisión Más uno, este método se basa en una diferencia fundamental con las técnicas tradicionales: en lugar de estudiar los transcriptomas de los tejidos de las glándulas venenosas después de ser extraídos, los investigadores proponen estudiar directamente los ARNm presentes en el propio veneno. Así, es posible estudiar variaciones intraindividuales en la composición del veneno de un mismo individuo en diferentes momentos, para comprender la influencia de diferentes factores como el clima, la estación, la dieta, etc.

Diagrama comparativo entre el método tradicional y el innovador para estudiar el veneno del escorpión. Crédito: Amy van Nobelen, Naturalis

Diferentes tipos de producción de veneno.

Si este método parece ideal para estudiar todos los venenos, en realidad no es aplicable a todas las especies. No todos los animales productores de veneno hacen esto de la misma manera: hay tres tipos de glándulas exocrinas venenosas.

Las glándulas merocrinas, que se encuentran ampliamente en ciempiés, reptiles y algunos mamíferos, liberan el veneno producido por la exocitosis: la membrana de las vesículas que contienen el veneno se fusiona con la de las células de la glándula, liberando el veneno hacia afuera. Como explica Mátyás Bittenbinder, estudiante de doctorado en Naturalis con especialización en biología y toxicología, el veneno obtenido de esta manera puede describirse como relativamente “tener” :

Los escorpiones liberan su veneno por apocitosis: hablamos entonces de glándulas apocrinas. Una vez suficientemente acumulado, el producto segregado por estas glándulas sale, llevándose consigo una pequeña parte de su membrana, que funciona como vesícula. Esta es exactamente la razón por la que es posible obtener un transcriptoma del propio veneno: contiene elementos que provienen directamente de las células que componen las glándulas venenosas, en particular los filamentos de ARNm.

Finalmente, también hay glándulas holocrinas. En estos, las células que contienen el veneno producido se desintegran para liberarlo.

Diagrama resumen de diferentes formas de producir veneno. Crédito: Amy van Nobelen, Naturalis

Arie van der Meijden, investigador de la Universidad de Porto, coautor del estudio y autor de la invención de la técnica innovadora en cuestión, indica que “La forma en que se produce el veneno probablemente explica por qué este nuevo método no se aplica a las serpientes”. ya que sus glándulas son merocrinas. “Por otro lado, esta técnica permite el estudio de muchos venenos y sus variaciones, en animales que aún no han sido estudiados, como escorpiones, peces e incluso ornitorrincos”. ¡Grandes perspectivas para los investigadores!