La α-Amanitina ( alfa -Amanitina ) es un péptido cíclico de ocho aminoácidos . Es posiblemente la más mortal de todas las amatoxinas , toxinas que se encuentran en varias especies del género de hongos Amanita , una de las cuales es el casquete mortal ( Amanita phalloides ), así como el ángel destructor , un complejo de especies similares, principalmente A. virosa y A. . bisporigera . También se encuentra en los hongos Galerina marginata , Lepiota subincarnata y Conocybe filaris . La LD50 oral de amanitina es de 100 μg/kg para ratas.
A diferencia de la mayoría de los péptidos cíclicos , las amatoxinas (y falotoxinas ) se sintetizan en los ribosomas . Los genes que codifican la proproteína de la α-amanitina pertenecen a la misma familia que los que codifican la falacidina (una falotoxina ). [1]
La α-amanitina es un inhibidor selectivo de la ARN polimerasa II y III pero no de la I. [2] [3] Este mecanismo la convierte en una toxina mortal. [ cita necesaria ]
La α-amanitina también se puede utilizar para determinar qué tipos de ARN polimerasa están presentes. Esto se hace probando la sensibilidad de la polimerasa en presencia de α-amanitina. La ARN polimerasa I es insensible, la ARN polimerasa II es muy sensible (inhibida a 1 μg/ml), la ARN polimerasa III es moderadamente sensible (inhibida a 10 μg/ml) y la ARN polimerasa IV es ligeramente sensible (inhibida a 50 μg/ml). [ cita necesaria ] [4] [5]
La α-amanitina es un octapéptido bicíclico altamente modificado que consta de un bucle externo y otro interno. El bucle externo está formado por enlaces peptídicos entre el extremo carboxilo de un aminoácido y el extremo amino posterior del siguiente residuo. El circuito interno está cerrado por un enlace triptationina entre 6- hidroxitriptófano y cisteína . Además, la α-amanitina está decorada con cadenas laterales de aminoácidos modificadas (2 S ,3 R ,4 R )-4,5-dihidroxi- isoleucina , trans -4-hidroxi- prolina , lo que le confiere una alta afinidad por la ARN polimerasa II. y III . [6]
Los primeros métodos para detectar la alfa-amanitina incluían cromatografía en capa fina (TLC). En la mayoría de los sistemas de disolventes utilizados en TLC, la alfa-amanitina y la beta-amanitina viajarían a velocidades diferentes, lo que permitiría la identificación individual de cada toxina. Otro método temprano fue la prueba de Meixner (también conocida como prueba de Wieland), que detectaba amatoxinas, pero también arrojaba falsos positivos para algunos compuestos, como la psilocina . [7] También se desarrolló la electroforesis de zona capilar , pero no era lo suficientemente sensible para muestras clínicas, pero sí suficiente para extractos de hongos. [8]
Más recientemente, el uso de cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) se ha convertido en el método preferido, que permite una mejor resolución, reproducibilidad y mayor sensibilidad. [9] Se puede combinar una variedad de detectores con HPLC, como UV o espectrometría de masas .
Ya en la década de 1980, se desarrollaron ensayos basados en anticuerpos ( inmunoensayos ) para la amanitina (pero más a menudo se reconocen las amatoxinas porque los anticuerpos reaccionan de forma cruzada con algunos de sus congéneres ). Los primeros inmunoensayos fueron los radioinmunoensayos y luego los ensayos inmunoabsorbentes ligados a enzimas ( ELISA ). Más recientemente, en 2020, se desarrolló un inmunoensayo de flujo lateral basado en anticuerpos monoclonales (similar a una prueba de embarazo) que puede detectar de forma rápida y selectiva amatoxinas en hongos [10] y en muestras de orina. [11]
Matinkhoo et al. ideó estrategias para superar tres obstáculos sintéticos para obtener α-amanitina en 2018. [12] Primero, la síntesis enantioselectiva de la síntesis de péptidos en fase sólida compatible con (2 S , 3 R , 4 R ) -4,5-dihidroxiisoleucina se logró en 11 pasos de 2-(benciloxi)acetaldehído. Dos pasos clave que definen la estereoquímica incluyen la crotilación de Brown en las posiciones ( 3R , 4R ) y la síntesis asimétrica de aminoácidos de Strecker en el carbono ( 2S ) -α . [13] En segundo lugar, el cierre quimioselectivo del anillo interno mediante fluorociclización entre 6-hidroxitriptófano y cisteína se logró mediante la reacción intraanular de Savige-Fontana. Esto requiere un péptido en fase sólida compatible con la síntesis y ácido metiliminodiacético (MIDA), un grupo protector del boro, aminoácido ortogonal en 5 pasos. [12] Como paso final, se logró la oxidación enantioselectiva en el enlace triptationina utilizando un agente oxidante orgánico voluminoso y un sistema de disolventes optimizado para producir el sulfóxido de enantiómero ( R ) biorreactivo deseado , completando la síntesis total . [ cita necesaria ]
La α-amanitina tiene una atracción inusualmente fuerte y específica hacia la enzima ARN polimerasa II. Tras la ingestión y absorción por las células del hígado, se une a la enzima ARN polimerasa II, provocando eficazmente la citolisis de los hepatocitos (células del hígado). [14] Se informan pocos efectos dentro de las 10 horas; No es inusual que los efectos significativos tarden hasta 24 horas después de la ingestión en aparecer, y este retraso en los síntomas hace que la intoxicación por α-amanitina sea aún más difícil de diagnosticar y aún más peligrosa. Para entonces, ya ha pasado el tiempo en el que el lavado de estómago daría un resultado eficiente. La diarrea y los calambres son los primeros síntomas, pero pasan y dan una falsa señal de remisión. Normalmente, entre el cuarto y quinto día, la toxina comienza a tener efectos graves en el hígado y los riñones , provocando un fallo total del sistema en ambos. La muerte suele producirse aproximadamente una semana después de la ingestión. [15]
Alrededor del 15% de los intoxicados morirán en 10 días, pasando por una etapa comatosa hasta llegar a insuficiencia renal , insuficiencia hepática , coma hepático , insuficiencia respiratoria y muerte. Quienes se recuperan corren el riesgo de sufrir daño hepático permanente. [16] El diagnóstico es difícil y se establece mediante la observación de los síntomas clínicos, así como de la presencia de α-amanitina en la orina . El examen de orina generalmente es más útil dentro de las 48 horas posteriores a la ingestión. El tratamiento es principalmente de soporte ( lavado gástrico , carbón activado , reanimación con líquidos ) pero incluye diversos fármacos para contrarrestar las amatoxinas, entre ellos penicilina intravenosa y derivados de cefalosporina , y, en casos de mayor ingestión, puede extenderse a un trasplante hepático ortotópico . El método más confiable para tratar la intoxicación por amanitina es mediante lavado gástrico inmediatamente después de la ingestión; sin embargo, la aparición de los síntomas generalmente es demasiado tarde para que esto sea una opción. La silibinina químicamente modificada , dihidrógeno disuccinato de silibinina disódico (nombre comercial Legalon SIL), una solución para administración intravenosa , se utiliza en el tratamiento de intoxicaciones graves con sustancias hepatotóxicas como el paracetamol y las amanitinas . [17]
Según un análisis de la estructura cristalina de 2002, la α-amanitina interactúa con la hélice puente de la ARN polimerasa II (pol II). [18] Esta interacción interfiere con la translocación de ARN y ADN necesaria para vaciar el sitio para la siguiente ronda de síntesis de ARN. La adición de α-amanitina puede reducir la velocidad de translocación de pol II en el ADN de varios miles a unos pocos nucleótidos por minuto, [19] [20] pero tiene poco efecto sobre la afinidad de pol II por el nucleósido trifosfato, [21] y todavía se puede formar un enlace fosfodiéster. [22] [23] El puente de hélice ha evolucionado para ser flexible y su movimiento es necesario para la translocación de la polimerasa a lo largo de la columna vertebral del ADN. La unión de α-amanitina limita su movilidad, lo que ralentiza la translocación de la polimerasa y la velocidad de síntesis de la molécula de ARN. [ cita necesaria ]
Una nueva tecnología de conjugado anticuerpo-fármaco (ADC) basada en α-amanitina ha demostrado actividad en células tumorales resistentes a la terapia, por ejemplo, células que expresan transportadores resistentes a múltiples fármacos, células iniciadoras de tumores y células que no se dividen en concentraciones picomolares. [24]
El modo de acción único de la α-amanitina parece convertir a los ADC basados en amanitina en una carga tóxica adecuada. [25] La amanitina tiene una estructura soluble en agua, lo que da como resultado ADC con baja tendencia a la agregación. [26] [27]
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