Los caracoles cónicos han inspirado a los humanos durante siglos. Las comunidades costeras a menudo han cambiado sus hermosas conchas como dinero y las han puesto en joyas. Muchos artistas, incluido Rembrandt, las han presentado en bocetos y pinturas. Ahora, los científicos del Instituto Nacional de Estándares yLa tecnología NIST también encuentra inspiradores a estos depredadores mortales, ya que buscan nuevas formas de curar viejos problemas médicos utilizando los caracoles venenosos como modelos.
"Este es el mismo veneno utilizado para matar dinosaurios en 'Jurassic Park'", dice el bioquímico del NIST Frank Marí, con una sonrisa. "Es algo aterrador, pero ese poder podría usarse para un tipo diferente de bien en la vida real"
Al igual que todos los científicos del NIST, Marí mide cosas. Específicamente, mide el ARN y las proteínas asociadas en el trabajo dentro de los animales marinos. A medida que la tecnología ha mejorado con los años, él y su equipo han podido examinar, analizar y catalogar mejor las moléculastrabajando en algunas de las criaturas menos conocidas del océano, incluidos los caracoles cónicos. Este año, su laboratorio realizó varios descubrimientos importantes sobre su veneno, descubrimientos que finalmente podrían conducir al desarrollo de nuevos medicamentos para enfermedades difíciles de tratar.de la forma en que estas criaturas pequeñas y silenciosas entregan veneno, los científicos pueden ofrecer mejores curas.
En cualquier día, se puede encontrar a Marí caminando arriba y abajo de las hileras de acuarios burbujeantes en el Laboratorio Marino Hollings en Charleston, Carolina del Sur, revisando los 60 caracoles de cono individuales que han vivido en su laboratorio durante los últimos 15 añosUna vez a la semana, él y su personal hacen una especie de negociación delicada con ellos, intercambiando un pez muerto por una dosis de veneno que se recogerá en un tubo y se almacenará para su uso en mediciones e investigaciones científicas en curso.
"Los caracoles de cono son tan inusuales", dice Marí. "En realidad no son como ninguna otra criatura en la Tierra, y trabajar con ellos es casi como trabajar con un extraterrestre. Pero eso también es divertido. El sistema de caracol de cono es como un carameloalmacenar a alguien como yo "
Se han encontrado más de 800 especies de caracoles cónicos en todo el mundo, principalmente en áreas tropicales más cálidas. Son criaturas solitarias, sin rostro y no agresivas, pero pican a la defensiva cuando son recogidas por un recolector involuntario de conchas. Los caracoles cono más pequeños imparten unpicadura que es casi tan poderosa como la picadura de una abeja, pero la picadura de especies más grandes puede matar a un humano adulto en cuestión de horas. Se cree que el caracol más mortal es el "caracol de cigarrillo" del Indo-Pacífico, un caracol más o menosla longitud del pulgar de un hombre que puede liberar una toxina tan fuerte que solo tendría tiempo para terminar un cigarrillo antes de morir por su ataque.
Aunque su colección incluye varias especies, el área especial de enfoque de Marí es el caracol de cono morado Conus purpurascens .Es una criatura que se encuentra principalmente en las aguas costeras del Pacífico Oriental frente al Golfo de California hasta Perú y en alta mar alrededor de las Islas Galápagos, moviéndose lentamente a lo largo del fondo rocoso donde crece hasta unos centímetros de largo.Como todos los caracoles de la Conus género, estos animales nocturnos son comunes, pero a menudo no son vistos por los bañistas ocasionales.
A pesar de sus propias tendencias lentas, estos caracoles han evolucionado para cazar hábilmente animales mucho más rápidos en la oscuridad al disparar un solo diente similar a un arpón en otros caracoles, peces y gusanos. Una vez inyectados, la presa se paraliza instantáneamente y no puede hacer unescapada. El caracol luego tira lentamente de la comida inmovilizada dentro de su caparazón para ser digerido, entero. Cada diente se descarta después de su uso y se reemplaza inmediatamente por otro. Algunos caracoles cónicos viajan con aproximadamente 20 de estos dientes incrustados en sus sistemas, cargados y listosser despedido cuando la próxima comida nade.
En su estado nativo, el veneno de caracol cónico obviamente no sería un gran tratamiento para las dolencias humanas. Pero al desempacarlo poco a poco y medir cada componente a nivel molecular, Marí y su equipo tienen como objetivo comprender y catalogar cómo cada aspecto deEste veneno hace su trabajo.
"Hay mucho que estamos aprendiendo sobre ellos", dice Marí.
¿Por qué, por ejemplo, el veneno de caracol cónico puede penetrar el sistema nervioso de otro animal tan rápidamente? ¿Y cómo paraliza a una víctima de manera tan efectiva? Aún más desconcertante, algunos caracoles cónicos morados individuales no son tóxicos en absoluto, lo que Marí cree que podríaestar relacionado con las etapas de desarrollo en los caracoles.
Las respuestas a todas estas preguntas sobre el caracol cónico podrían usarse para crear nuevos medicamentos que se muevan a través del cuerpo de un paciente de una manera más rápida y eficiente, como nuevos tipos de insulina para el tratamiento de la diabetes o mejores tratamientos para enfermedades neurológicas comoAlzheimer. Algunos piensan que la investigación del veneno puede proporcionar nuevos sistemas de administración de medicamentos que apunten a reducir las formas de cáncer de rápida propagación. Otros quieren usar los ingredientes del veneno para el tratamiento de la adicción. Un componente del veneno de caracol cónico incluso se ha utilizado-cremas antiarrugas ahora en el mercado que ponen el poder de la inflamación a trabajar debajo de la piel, hinchando arrugas y líneas finas en los rostros humanos.
para un artículo recién publicado en Informes científicos Marí y su equipo utilizaron toxinas de caracol cónico como sondas moleculares para identificar una superposición importante entre el sistema inmune y el sistema nervioso central en humanos. Su trabajo demostró por primera vez que una toxina clásica, una generalmente asociada con el sistema nervioso central- también puede tener un impacto en el sistema inmune, mediante el cual algunas células se señalan de manera específica una vez que ciertos tipos de péptidos de caracol cónico, conocidos como conotoxinas, ingresan al cuerpo. La nueva información puede ayudar en el desarrollo de terapias para erradicar el estómago.cánceres de mama y pulmón, así como en el control de la tuberculosis, ya que todas esas enfermedades desencadenan la sobreproducción de algunas células. En lugar de utilizar la toxina como una cura real, el trabajo proporcionaría una hoja de ruta para una mejor comprensión y tal vez controlarel crecimiento de células indeseables
Para otro estudio publicado recientemente en el Revista de Proteómica ; y su equipo trabajó en el aislamiento y caracterización de una enzima en el veneno de caracol de cono llamado Conohyal-P1. Usaron un espectrómetro de masas de resolución ultra alta, una de las herramientas más poderosas disponibles para identificar y contar proteínas en una muestra.Una enzima similar se encuentra tanto en el pez león como en los venenos de abeja. Sorprendentemente, también se encuentra en muchos tipos de espermatozoides de mamíferos, donde ayuda a debilitar las paredes celulares de los ovarios y facilita la entrada de los espermatozoides y la reproducción exitosa.
"Sabíamos que esta enzima podía descomponer el tejido extracelular", dice Mari, refiriéndose a las membranas más externas de las células. "Ahora hemos podido evaluar cuidadosamente la actividad de la enzima para que cualquiera pueda usarla en trabajos futuros.Además, hemos identificado un nuevo subtipo que no se conocía antes ".
en un tercer artículo, publicado recientemente en la revista Neurofarmacología el enlace es externo, Marí y su equipo evaluaron las toxinas en el veneno del caracol cono probándolas en el sistema nervioso central de las moscas de la fruta. Aunque la mosca de la fruta es muy diferente de los humanos en muchos aspectos, su sistema nervioso central puede proporcionarun gran modelo para una amplia variedad de estudios médicos porque la estructura básica de las células en los cerebros de las moscas de la fruta es similar a la estructura de las células en los cerebros humanos. Entonces, si una célula cerebral de la mosca de la fruta reacciona de una manera, los científicos saben que una célula humana lo hará,también.
El equipo de Marí quería saber específicamente cómo interactúan las conotoxinas con una variedad de objetivos moleculares en el sistema nervioso de sus presas. El veneno de caracol de cono púrpura contiene una gran cantidad de estos bloques de construcción de proteínas, más de 2,000 de ellos.
"El veneno es increíblemente complejo", dice Marí. "Queríamos responder a la pregunta: ¿qué partes podrían usarse como medicina?"
En este caso, descubrieron que la respuesta de las moscas a las inyecciones de veneno de caracol cónico se produjo principalmente en los receptores que rigen el movimiento muscular y la adicción. Tales detalles podrían ser útiles en el desarrollo de nuevos medicamentos para la enfermedad de Parkinson, que a menudo causa estragosel sistema músculo-esquelético, que afecta la capacidad del paciente para controlar los movimientos básicos del cuerpo. También podría ayudar con el desarrollo de tratamientos efectivos para la adicción a la nicotina.
"El patrón en una concha de caracol cónico es muy hermoso", dice Marí. "Pero creo que la biología y la bioquímica son aún más hermosas, y al explorar todos los diferentes aspectos del veneno, podemos abrir todo tipo de novedadesoportunidades para uso médico. Finalmente podemos descifrar el código "
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Materiales proporcionado por Instituto Nacional de Estándares y Tecnología NIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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