La toxina de la avispa brasileña mata las células cancerosas

El veneno de una avispa brasileña, Polybia paulista, contiene una poderosa toxina que mata las células cancerosas sin dañar las células sanas. Ahora, un grupo de científicos de la Universidad Estatal Paulista (UNESP) y la Universidad de Leeds, Inglaterra, han descubierto exactamente cómo la toxina, llamada MP1, puede abrir agujeros exclusivamente en las células cancerosas, destruyéndolas.

El estudio, publicado el martes en la revista Biophysical Journal, podría inspirar la creación de una clase de medicamentos contra el cáncer sin precedentes, dijeron los científicos. Según uno de los autores del estudio, Paul Beales, de la universidad inglesa, la toxina MP1 no afecta a las células normales, sino que interactúa con los lípidos, moléculas de grasa, que se distribuyen de manera anómala solo en la superficie de las células cancerosas. Al entrar en contacto con la membrana de estas células, la toxina abre agujeros a través de los cuales escapan las moléculas esenciales para su funcionamiento.

"Las terapias contra el cáncer que atacan la composición lipídica de la membrana celular serían una clase completamente nueva de medicamentos antitumorales. Esto podría ser útil para el desarrollo de nuevas terapias combinadas, en las que se usan múltiples medicamentos para tratar el cáncer atacando diferentes partes de sus células simultáneamente ", dijo Beales.

Según otro de los autores, João Ruggiero Neto, del Departamento de Física de la Unesp en São José do Rio Preto, Polybia paulista fue descubierta y descrita por el profesor Mário Palma, de la Unesp de Rio Claro. Los científicos ya habían estudiado la toxina MP1 y sabían que estaba actuando contra los microbios causantes de enfermedades al destruir la membrana celular bacteriana. Más tarde, los estudios revelaron que la toxina promete proteger a los humanos del cáncer y tiene la capacidad de inhibir el crecimiento de las células tumorales de próstata y vejiga, así como las células leucémicas resistentes a los medicamentos.

Hasta ahora, sin embargo, no se sabía cómo MP1 es capaz de destruir selectivamente las células tumorales sin dañar las células sanas. "Desde que describimos la toxina venenosa de esta avispa en 2009, hemos sabido que contiene péptidos con una fuerte propiedad antibacteriana, que actúa como un antibiótico potente.

MARIO PALMA / UNESP

Más tarde, investigadores coreanos y chinos comenzaron a trabajar con estos péptidos en las células cancerosas y fuimos a estudiar su acción sobre los linfocitos de leucemia ", dijo Neto al periódico Estado de S. Paulo.

Mecanismo

El grupo Unesp luego confirmó que las toxinas eran extremadamente selectivas, reconociendo solo los linfocitos leucémicos, no los sanos. Comenzaron a sospechar que la explicación de esta selectividad tenía que ver con las propiedades únicas de las membranas celulares cancerosas. "Fuimos a investigar el mecanismo", dijo Neto. Según él, en las membranas celulares sanas, los fosfolípidos llamados PS y PE se encuentran en la membrana interna, mirando hacia el interior de la célula. Pero en las células cancerosas, la PS y la PE están incrustadas en la membrana externa, enfrentando el entorno alrededor de la célula. Los científicos probaron su teoría creando membranas modelo que contienen PE y PS y exponiéndolas a MP1. Utilizaron una amplia gama de técnicas biofísicas y de imagen para caracterizar los efectos destructivos de MP1 en las membranas.

El resultado fue sorprendente: la presencia de PS aumentó de 7 a 8 veces la cantidad de MP1 unido a la membrana. La presencia de PE, por otro lado, aumentó la capacidad de MP1 de dañar rápidamente la membrana, aumentando el tamaño del agujero de 20 a 30 veces. "Formados en segundos, estos poros son lo suficientemente grandes como para permitir la fuga de moléculas celulares críticas como el ARN y las proteínas. La mejora dramática de la permeabilización inducida por toxinas en presencia de PE y el tamaño de los poros en estas membranas fueron sorprendentes". dijo Neto.

Potencial

En futuros estudios, los científicos planean alterar la secuencia de aminoácidos de MP1 para examinar cómo la estructura de la toxina se relaciona con su función para mejorar su selectividad y potencia con fines clínicos. Según Beale, comprender el mecanismo de acción de esta toxina ayudará a los estudios traslacionales, es decir, a la investigación científica aplicada clínicamente, a evaluar su potencial de uso en medicina en el futuro. "Como se ha demostrado en el laboratorio que la toxina es selectiva para las células cancerosas y no tóxica para las células normales, tiene el potencial de ser segura. Pero se necesitará más trabajo para probar esto", dijo Beale.

Por Fábio de Castro - Sao Paulo