MADRID, 21 Dic. (EUROPA PRESS) -
La bacteria del ántrax es conocido por causar graves infecciones pulmonares en humanos y lesiones cutáneas en el ganado y en las personas, hasta el punto que ha sido incluso utilizada como arma terrorista. Ahora, los resultados de un nuevo estudio sugieren que también tiene un potencial beneficioso inesperado ya que han comprobado que una de sus toxinas puede silenciar múltiples tipos de dolor en pruebas con ratos.
La investigación, dirigida por investigadores de la Facultad de Medicina de Harvard en colaboración con científicos de la industria e investigadores de otras instituciones y publicada en la revista 'Nature Neuroscience', revela que esta toxina específica del ántrax actúa alterando la señalización en las neuronas que detectan el dolor y, cuando se administra de forma selectiva en las neuronas del sistema nervioso central y periférico, puede ofrecer alivio a los animales que sufren.
Además, el equipo combinó partes de la toxina del ántrax con distintos tipos de cargas moleculares y las administró a las neuronas sensoras del dolor. La técnica puede utilizarse para diseñar nuevos tratamientos del dolor dirigidos con precisión que actúen sobre los receptores del dolor pero sin los efectos sistémicos generalizados de los actuales fármacos analgésicos, como los opioides.
"Esta plataforma molecular, que consiste en utilizar una toxina bacteriana para introducir sustancias en las neuronas y modular su función, representa una nueva forma de dirigirse a las neuronas mediadoras del dolor", explica el investigador principal del estudio, Isaac Chiu, profesor asociado de inmunología en el Instituto Blavatnik de la Facultad de Medicina de Harvard.
Según los investigadores, sigue siendo necesario ampliar el actual arsenal terapéutico para el tratamiento del dolor. Los opiáceos siguen siendo los analgésicos más eficaces, pero tienen efectos secundarios peligrosos, sobre todo su capacidad para recablear el sistema de recompensa del cerebro, lo que los hace muy adictivos, y su propensión a suprimir la respiración, que puede ser mortal.
"Todavía hay una gran necesidad clínica de desarrollar terapias del dolor no opiáceas que no sean adictivas pero que sean eficaces para silenciar el dolor --resalta la primera autora del estudio, Nicole Yang, investigadora del HMS en inmunología en el Laboratorio Chiu--. Nuestros experimentos demuestran que una estrategia, al menos experimentalmente, podría ser dirigirse específicamente a las neuronas del dolor utilizando esta toxina bacteriana".
Sin embargo, los investigadores advierten de que, por ahora, este enfoque sigue siendo puramente experimental y que aún debe ser probado y perfeccionado en más estudios con animales y, eventualmente, en humanos.
Trabajos anteriores dirigidos por Chiu han demostrado que otras bacterias causantes de enfermedades también pueden interactuar con las neuronas y alterar su señalización para amplificar el dolor. Sin embargo, hasta ahora sólo un puñado de estudios han analizado si ciertos microbios pueden minimizar o bloquear el dolor. Esto es lo que Chiu y Yang se propusieron hacer.
Para el estudio actual empezaron tratando de determinar en qué se diferencian las neuronas que detectan el dolor de otras neuronas del cuerpo humano. Para ello, primero recurrieron a los datos de expresión genética. Una de las cosas que les llamó la atención: las fibras del dolor estaban estructuralmente preparadas para interactuar con la bacteria del ántrax, y se preguntaron por qué.
Los resultados demuestran que el silenciamiento del dolor se produce cuando las neuronas sensoriales de los ganglios de la raíz dorsal, nervios que transmiten las señales de dolor a la médula espinal, se conectan con dos proteínas específicas fabricadas por la propia bacteria del ántrax.
Los experimentos revelaron que esto ocurre cuando una de las proteínas bacterianas, el antígeno protector (PA), se une a los receptores de las células nerviosas y forma un poro que sirve de puerta de entrada para que otras dos proteínas bacterianas, el factor de edema (EF) y el factor letal (LF), sean transportadas a la célula nerviosa. La investigación demostró además que el PA y el EF juntos, conocidos colectivamente como toxina del edema, alteran la señalización dentro de las células nerviosas, silenciando el dolor.
En una serie de experimentos, los investigadores comprobaron que la toxina del ántrax alteraba la señalización de las células nerviosas humanas en placas, y también lo hacía en animales vivos.
La inyección de la toxina en la parte inferior de la columna vertebral de los ratones produjo un potente efecto de bloqueo del dolor, impidiendo que los animales percibieran estímulos mecánicos y de alta temperatura mientras las demás constantes vitales de los animales, como la frecuencia cardíaca, la temperatura corporal y la coordinación motora, no se vieron afectadas, lo que puso de manifiesto que esta técnica era muy selectiva y precisa a la hora de dirigirse a las fibras del dolor y bloquearlo sin efectos sistémicos generalizados.
Además, la inyección de la toxina del ántrax en los ratones alivió los síntomas de otros dos tipos de dolor: el causado por la inflamación y el causado por el daño de las células nerviosas, que a menudo se observa tras una lesión traumática y ciertas infecciones virales como el herpes zóster, o como una complicación de la diabetes y el tratamiento del cáncer.
Asimismo, los investigadores observaron que, a medida que disminuía el dolor, las células nerviosas tratadas permanecían fisiológicamente intactas, lo que indica que los efectos de bloqueo del dolor no se debían a una lesión de las células nerviosas, sino que se derivaban de la alteración de la señalización en su interior.
En un último paso, el equipo diseñó un vehículo portador a partir de proteínas de ántrax y lo utilizó para suministrar otras sustancias analgésicas a las células nerviosas. Una de estas sustancias era la toxina botulínica, otra bacteria potencialmente letal conocida por su capacidad de alterar la señalización nerviosa. Este método también bloqueó el dolor en los ratones. Los experimentos demuestran que éste podría ser un novedoso sistema de administración para combatir el dolor.
"Tomamos partes de la toxina del ántrax y las fusionamos con la carga proteica que queríamos que transportara --explica Yang-. En el futuro, se podría pensar en diferentes tipos de proteínas para administrar tratamientos dirigidos".
Los científicos advierten de que, a medida que avance el trabajo, habrá que vigilar cuidadosamente la seguridad del tratamiento con la toxina, sobre todo teniendo en cuenta que la proteína del ántrax ha sido implicada en la alteración de la integridad de la barrera hematoencefálica durante la infección.
Los nuevos hallazgos también apuntan a nuevas vías de desarrollo de fármacos más allá de las tradicionales terapias de moléculas pequeñas que se diseñan actualmente en los laboratorios.
"Llevar una terapéutica bacteriana al tratamiento del dolor plantea la cuestión de si podemos extraer analgésicos del mundo natural y microbiano --señala Chiu--. Hacerlo puede aumentar la gama y la diversidad de los tipos de sustancias a las que miramos en busca de soluciones".
