Las argiotoxinas representan una clase de toxinas de poliamina aisladas de la araña tejedora de orbes ( Araneus gemma [1] y Argiope lobata ). [2]
Las arañas tejedoras orbiculares, también conocidas como aranéidas, pertenecen a la familia de las arañas Araneidae . Este tipo de araña se encuentra en casi todas las zonas del mundo.
La argiotoxina puede clasificarse, según la clasificación de venenos de araña de la década de 1980, como una toxina de la familia de las acilpoliaminas, que contiene más de 100 estructuras químicas diferentes de toxinas estrechamente relacionadas. Las acilpoliaminas son compuestos neurotóxicos que se encuentran solo en las glándulas venenosas de las arañas a un nivel picomolar. [3]
Las argiotoxinas se clasifican en tres categorías diferentes según la naturaleza de su cromóforo: el tipo argiopina, el tipo argiopinina y el tipo pseudoargiopinina.
Es una neurotoxina de bajo peso molecular que posee grupos polares altamente funcionales: OH fenólicos libres y residuos de amina y guanidina.
También posee arginina (NH2 libre ) unida a una poliamina -NH(CH)3NH(C~)3NH(CH)5-NH- mediante un enlace peptídico . La poliamina está unida al grupo α-carboxilo de la asparagina. El grupo amino de este aminoácido está unido al ácido 2,4-dihidroxifenil acético.
Su estructura se estableció mediante espectroscopia 1H, 13 C-RMN, espectrometría de masas y análisis de aminoácidos elementales. [5]
Se desarrolló una estrategia de síntesis completa de argiotoxina y derivados con el fin de realizar pruebas biológicas en diferentes seres vivos.
Un tipo conocido de argiotoxina, la Arg-636, cuya fórmula molecular es C29H52N10O6 [3], tiene un peso molecular de 636,78658 g/mol. Tiene una carga formal de 0. Su nombre IUPAC es: (2S) - N- { 5 - [ 3 - ( 3 - [ [ (2S)-2-amino-5-(diaminometilideneamino) pentanoil ] amino ] propilamino ) propilamino ] pentil } -2- { [ 2 - (2,4-dihidroxifenil) acetil ] amino } butanediamida [6]
Los efectos de la argiotoxina, cuando entra en un organismo a través de una picadura de araña , son inofensivos para los humanos, aunque en ciertos casos la picadura de las arañas argiotoxinas puede producir una leve hinchazón y picazón. La argiotoxina antagoniza las acciones del neurotransmisor glutamato, bloquea el funcionamiento del canal iónico y afecta la transmisión sináptica de las presas. Estas toxinas, como todas las demás toxinas de bajo peso molecular, tienen un enorme potencial para ser utilizadas en estudios neuroquímicos para desarrollar nuevos fármacos de aplicaciones neuroterapéuticas. [7]
El veneno de esta araña muestra mecanismos de acción variados que afectan a las diferentes partes de la cadena de transmisión del impulso nervioso. Como se mencionó anteriormente, las argiotoxinas son toxinas poliamínicas . Este grupo biomolecular puede inhibir eficazmente ciertos canales iónicos controlados por ligando en el sistema nervioso central de los mamíferos y el receptor glutámico de los insectos (se ha caracterizado como un opuesto de los canales receptores activados por glutamato homoméricos y heteroméricos [8] ). Se ha visto que también puede inhibir los siguientes receptores: AMPA , NMDA (la argiotoxina tiene mayor potencia en los receptores NMDA), kainato y receptores de nicotina y acetilcolina . Se cree que la inhibición de las toxinas poliamínicas depende tanto del uso como del voltaje. Es más, se unen dentro del poro de los canales abiertos que inhiben. [9]
Se ha prestado mucha atención a los usos farmacológicos de las toxinas poliamínicas. Son muy valiosas debido a su alta afinidad por los receptores ionotrópicos de glutamato , importantes dianas farmacológicas para trastornos psiquiátricos . Aún no se ha desarrollado, aunque se piensa que podría ser un gran procedimiento en neuroprotección y en el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer . [10]
La argiotoxina podría incluso utilizarse como herramienta para analizar la composición de subunidades de los receptores AMPA en membranas nativas.
El ejemplo más relevante de las estrategias mencionadas anteriormente es la Argiotoxina-636, una toxina poliamínica aislada del veneno de Argiope lobata . Sin embargo, aún existen algunas dificultades, ya que la ArgTX-636 no puede distinguir los diferentes subtipos de receptores ionotrópicos de glutamato . [10]
Se ha demostrado que esta misma toxina es un buen regulador de la melanogénesis sin citotoxicidad. Por eso, ArgTX-636 desempeña un papel fundamental en la investigación de productos cosméticos contra la hiperpigmentación. [11]
El ArgTX-636 también puede actuar como analgésico debido a algunas acciones periféricas. Gracias a su acción como inhibidor de los canales activados por el glutamato, podría actuar como anticonvulsivo. [12]
Los estudios sobre las argiotoxinas se han realizado especialmente para descubrir la relación entre la inhibición, los receptores y los canales iónicos. Los investigadores se han centrado específicamente en el bloqueo de los receptores en los invertebrados, más que en los vertebrados.
En cuanto a los invertebrados, el molusco Planorbarius corneus es el que se ha utilizado en uno de los muchos experimentos iónicos. Para empezar, se aislaron neuronas de los ganglios pedios de los moluscos y se transfirieron a una cámara especial con solución salina y temperatura regulada. Luego, la observación se basó en la técnica habitual de pinza de voltaje . Se obtuvieron mediciones eléctricas a partir de la evaluación de la respuesta de las neuronas a varias sustancias (argiopinas). [13]
Además, el cangrejo de río , un crustáceo de agua dulce, ha seguido un protocolo similar al de este estudio. En este caso, el análisis se realizó a partir de los músculos del estómago y utilizando la técnica de patch clamp . Los hallazgos de la investigación se obtuvieron teniendo en cuenta las ráfagas de apertura de los canales excitatorios. [14]
Otros experimentos utilizan la espectroscopia para analizar y diferenciar estas moléculas. La HPLC , la espectrometría de masas, los datos UV y el análisis de aminoácidos son los elementos que permiten identificar diversas argiotoxinas debido a su espectro. Las toxinas de Argiope lobata (Arg 636, Arg 630, Arg 658, Arg 744, Arg 759, Arg 373, Arg 728, Arg 723, ...) muestran una estrecha similitud en sus estructuras; las diferencias sutiles entre ellas son puntos químicos, como grupos N-metilos, masas moleculares o residuos de lisina que se determinan en una determinada posición en su estructura. [15]
Medios relacionados con Argiotoxina en Wikimedia Commons