Generación de un anti-veneno recombinante contra la picadura de alacranes ponzoñosos de México como alternativa al uso de caballos

En este proyecto se propone generar un antiveneno recombinante contra la picadura de alacranes ponzoñosos de México como alternativa al producido en caballos (Espino-Solis, Riano-Umbarila et al. 2009) y que tendría entre otras ventajas, la disminución del uso de animales (caballos, alacranes y ratones) para su elaboración. Este antiveneno está conformado por 4-5 fragmentos de anticuerpo en formato de cadena sencilla (scFv). Este formato se refiere a una sola proteína constituida por el dominio variable de la cadena pesada de las inmunoglobulinas unido por un péptido conector al dominio variable de la cadena ligera (Bird, Hardman et al. 1988). Para el desarrollo de este proyecto se trabaja en dos aspectos fundamentales que son la identificación de los componentes tóxicos de los venenos y de la generación de scFvs que los neutralicen.

Los avances de esta etapa se resumen a continuación: En colaboración con el grupo del Dr. Lourival Possani, se caracterizó el veneno del alacrán Centruroides baergi el cual contiene 3 toxinas de importancia médica (Cb1, Cb2 y Cb3) (Gomez-Ramirez, Riano-Umbarila et al. 2020). Una de ellas (Cb1) es neutralizada por el scFv 10FG2, el cual tiene la capacidad de neutralizar un estimado de 13 toxinas diferentes y es candidato a formar parte del antiveneno (Riano-Umbarila, Gomez-Ramirez et al. 2019). Se están investigando nuevos scFvs que permitan neutralizar a las toxinas Cb2 y Cb3. Por otro lado, se determinó la estabilidad termodinámica en ambas orientaciones de los dominios variables (VL-VH y VH-VL) de los dos mejores scFvs (LR y 10FG2), candidatos a formar parte del antiveneno. Los resultados indican que la orientación no afecta la estabilidad pero si el rendimiento a nivel de la proteína expresada en Escherichia coli (Riano-Umbarila, Rojas-Trejo et al. 2020). Adicionalmente, se logró neutralizar el veneno de Centruroides limpidus con una mezcla del scFv 10FG2 y un scFv derivado de un anticuerpo monoclonal obtenido por inmunización de ratones con la toxina Cl13 y posterior maduración in vitro por evolución dirigida (Fernández-Taboada G, Riaño-Umbarila L, et al. 2021). También se efectuó la evaluación de la neutralización de otros venenos como el de C. sculpturatus, en donde se demostró que una mezcla de los scFvs LR y 10FG2 logró neutralizarlo eficientemente (Riaño-Umbarila L, Romero-Moreno J et al. 2021). Se avanzó en la generación de variantes de scFvs que sean capaces, junto con el scFv 10FG2 de neutralizar el veneno de C. huichol el cual contiene 4 toxinas médicamente importantes. Se cuenta con variantes promisorias para neutralizar este veneno en combinación con el scFv 10FG2. Finalmente, la ampliación de la reactividad cruzada de variantes del scFv 3F contra las toxinas CeII9 y Ct1a (Ce=C. elegans y Ct=C. tecomanus), mostró avances importantes. Se continuarán caracterizando venenos aun no estudiados y se evaluará la capacidad de los scFvs generados para neutralizarlos. La obtención de este antiveneno y su producción para aplicarlo en individuos picados por alacranes beneficiará a una población de 300,000 picados cada año.