Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

Lady Escorpion y la Kalitoxina

Paloma Valverde es una joven y brillante bioquímica española, de Churra, Murcia. Realizó su doctorado en el Departamento de Bioquímica de la Facultad de Medicina de Murcia y tras una estancia posdoctoral e investigadora en la Universidad inglesa de de Newcastle upon Tyne (1994-1996), su regreso a España, como desgraciadamente es habitual para nuestros jóvenes científicos, no ofrecía perspectivas suficientes y marchó a los Estados Unidos. En los últimos años está realizando una interesante labor investigadora en algunos de los más afamados centros del complejo científico-universitario de Massachussets. Actualmente es profesora de Bioquímica de la Universidad de Tufts y anteriormente investigó en el Brigham and Women's Hospital de la Universidad de Harvard, y en The Forsyth Institute de la Harvard School of Dental Medicine, instituciones con las que sigue manteniendo estrechas colaboraciones científicas. Es un buen lugar para que desarrollen las capacidades científicas porque aunque Boston, capital del estado de Massachusetts, sea un centro comercial, financiero y cultural de primer orden, la región es tanto o más conocida por su conjunto de centros de estudios superiores.

COMPLEJO. En la ciudad de Boston tienen su sede universidades prestigiosas como la propia de Boston (1839), la del Noreste (1898) y la de Massachusetts (1964). Cerca de la ciudad se encuentran la Universidad de Cambridge así como el Instituto Tecnológico de Massachusetts (1861). La Universidad de Tufts (1852) se localiza en Medford, el Boston College (1863) en Newton y la Universidad Brandeis (1948) en Waltham. En cuanto a la Universidad de Harvard (1636), es la institución de enseñanza superior de Estados Unidos con más antigüedad y prestigio. Sus donaciones privadas superan a las obtenidas por cualquier otra universidad del mundo y su sistema de bibliotecas es el más importante del mundo, contando con más de 12 millones de volúmenes, manuscritos y microfilms. En sus aulas estudiaron seis presidentes estadounidenses, entre ellos Theodore Roosevelt, Franklin D. Roosevelt y John F. Kennedy.

En el primer número de este nuevo año de la Harvard Gazette, la revista informativa oficial de esa Universidad, el periodista William J. Cromie incluye una amplia entrevista con Paloma Valverde sobre los resultados de su última investigación publicada en el número del presente mes de enero en la revista Journal of Bone and Mineral Research. También, la periodista americana Julie Kirkwood, ha publicado un reportaje sobre el mismo tema en un difundido periódico de Massachussets. Asimismo, en diversas revistas y publicaciones científicas, electrónicas y en soporte papel, se están haciendo eco de las posibilidades farmacológicas y terapéuticas de la investigación realizada por el equipo dirigido por la doctora Valverde sobre una sustancia extraída de un escorpión.

Por ello, de forma admirativa y afectuosa, el periodista de la Universidad de Harvard, en su artículo, bautiza a la doctora Valverde como lady Scorpion.

ESCORPIONES. Al observar las constelaciones celestes, la de Escorpión parece cazar a Orion, recordando la fábula mitológica griega de que se envió a un escorpión para matar al frustrado cazador para que no violase a la hermana del Sol, la diosa Luna o Artemis.

Los escorpiones pertenecen a las especies de artrópodos más antiguas conocidas, ya que su existencia comenzó hace unos 425 millones de años. Existen más de 1200 especies de escorpiones, todos ellos terrestres, que viven en los ambientes tropicales, subtropicales y desérticos de nuestro planeta. Una de las razones de su pervivencia ha sido su capacidad de producir venenos potentísimos capaces de matar a sus presas. Actualmente se tienen catalogadas unas 20 especies peligrosas para el hombre. El escorpión negro Androctonus mauretanicus, procedente de Marruecos, es una de ellas y es especialmente eficaz por un veneno, la proteína kaliotoxina, cuyo nombre se deriva de kalium (potasio). Es una neurotoxina muy tóxica que bloquea a los canales de potasio activados por calcio. Soluble en agua, una pequeña cantidad del veneno puede ser rápidamente mortal, incluso para los humanos.

En general, el veneno del escorpión negro ha llamado la curiosidad de muchos investigadores desde hace más de dos décadas. Un grupo investigador español, del Departamento de Química Orgánica de la Universidad de Barcelona, hace unos años ya estableció la estructura tridimensional de la kaliotoxina, mediante técnicas de resonancia magnética nuclear. En cuanto a los canales de potasio, controlan importantes funciones como las del volumen celular, el potencial de membrana y la secreción de sales y de neurotransmisores. Por ello, son vitales y cuando la kaliotoxina los bloquea alteran el sistema nervioso simpático, ocasionando la muerte. En cuanto a su uso biomédico, en bajas concentraciones, hasta ahora se conocía que la kaliotoxina en cerebros de rata podía bloquear los canales Kv1.1 y Kv1.3 e influir sobre su capacidad de aprendizaje. Dada la estructura química, relativamente sencilla, de la kaliotoxina si demostrase tener alguna utilidad bioquímica, las compañías biotecnológicas no tendrían grandes problemas en su obtención industrial.

PALOMA. La enfermedad dentales con pérdida o reabsorción de masa ósea dental o mandibular afectan en países desarrollados como Estados Unidos a una de cada cuatro personas y a millones de seres humanos en el mundo. Hace tres años la doctora Valverde obtuvo una subvención económica para un proyecto de investigación en el Forsyth Institute de Odontología, un centro investigador asociado con la Harvard School of Dental Medicine. Su idea de que la kaliotoxina pudiera ser útil para combatir las pérdidas óseas la discutió con Martin Taubman, catedrático de Inmunología en el Forsyth y profesor de Biología oral en Harvard. Con ciertas reticencias iniciales respecto a los resultados obtenibles, posteriormente Taubman se sumó al proyecto, junto con una tercer componente, Toshihisa Kawai, a fin de investigar los efectos de la neurotoxina sobre ratas que sufrían enfermedad periodontal experimental con pérdida ósea.

Tras intensos trabajos, obtuvieron un resultado excelente. Tras diez días de tratamiento, sin efectos negativos colaterales, las ratas tratadas con kalitoxina reducían su pérdida ósea en un 84% respecto a las controles. Era la primera demostración de que un compuesto de ese tipo podía ser útil en la enfermedad periodontal.

¿Cuál es la razón?. El remodelado óseo normal depende de la formación ósea mediante los osteoblastos y de la destrucción mediante los osteoclastos, interviniendo diversos y complejos reguladores en el proceso. En las etapas finales de la degradación ósea mandibular la destrucción no se realiza por las bacterias infectantes sino por el propio sistema inmunológico, intentando luchar contra las bacterias mediante la acción de los osteoclastos. La activación de las células T del sistema inmunológico está asociada a una mayor actividad de los osteoclastos y de la reabsorción ósea que ocurre tras los procesos inflamatorios. La kalitoxina bloquea los canales Kv1.3 y parece actuar sobre las células T gingivales del sistema inmunológico disminuyendo la producción del regulador RANKL. Ello favorece la acción de otra sustancia, la osteoprotegerina, que contrarresta la acción de RANK y reduce la acción de los osteoclastos responsables de la reabsorción ósea.