La abrina es una toxalbúmina extremadamente tóxica que se encuentra en las semillas del guisante rosario (o guisante jequirity), Abrus precatorius . Tiene una dosis letal media de 0,7 microgramos por kilogramo de masa corporal cuando se administra a ratones por vía intravenosa (aproximadamente 3,86 veces más tóxica que la ricina , que es de 2,7 microgramos por kilogramo). [1] La dosis tóxica media para los humanos varía de 10 a 1000 microgramos por kilogramo cuando se ingiere y es de 3,3 microgramos por kilogramo cuando se inhala. [2]
La abrina es una proteína inhibidora de ribosomas como la ricina , una toxina que se puede encontrar en las semillas de la planta de ricino , [3] y la pulchelina, una toxina que se puede encontrar en las semillas de Abrus pulchellus . [4] La abrina está clasificada como un " agente selecto " según la ley de EE. UU .
La abrina solo se forma en la naturaleza a partir de la arveja rosa. Las semillas de colores brillantes de esta planta contienen aproximadamente un 0,08% de abrina. La toxina se encuentra dentro de las semillas y su liberación se ve impedida por la cubierta de la semilla. Si la cubierta de la semilla se daña o se destruye (por ejemplo, al masticarla), la toxina puede liberarse.
La abrina es una lectina soluble en agua [5] . La abrina en forma de polvo es de color blanco amarillento. Es una sustancia estable y puede soportar condiciones ambientales extremas. [5] [6] Aunque es combustible , no se polimeriza fácilmente y no es particularmente volátil . [6]
Químicamente, la abrina es una mezcla de cuatro isotoxinas: abrina-a ( P11140 ), -b ( Q06077 ), -c ( P28590 ) y -d ( Q06076 ). Ocasionalmente, la hemaglutinina no tóxica de Abrus precatorius ( Q9M6E9 ; AAG ) también se incluye como la quinta proteína bajo el nombre colectivo 'abrina'.
La abrina-a es la más potente de las cuatro isotoxinas, codificada por un gen libre de intrones , y consta de dos subunidades o cadenas, A y B. El producto primario de la biosíntesis de proteínas, la preproabrina, consta de una secuencia de péptido señal , las secuencias de aminoácidos para las subunidades A y B, y un enlace. Una molécula de abrina-a tiene un total de 528 aminoácidos y tiene una masa de aproximadamente 65 kDa. La abrina-a se forma después de la escisión de una secuencia de péptido señal y modificaciones postraduccionales como la glicosilación y la formación de puentes disulfuro en el retículo endoplasmático (RE). Las otras tres abrinas, así como la aglutinina, tienen una estructura similar.
En términos de estructura, la abrina-a está relacionada con la lectina, ricina , producida en las semillas de Ricinus communis .
No se sabe que la abrina haya sido utilizada como arma. [5] Sin embargo, debido a su alta toxicidad y la posibilidad de ser procesada en aerosol , el uso de la abrina como arma biológica es posible en principio. [7] A pesar de esto, el guisante rosario produce solo pequeñas cantidades de abrina, lo que reduce el riesgo.
La arveja rosaria es común en las regiones tropicales y, ocasionalmente, se emplea como remedio herbal para ciertas afecciones. [8] Si bien la cáscara exterior de la semilla protege su contenido del estómago de la mayoría de los mamíferos, a veces se perforan las cubiertas de las semillas para hacer joyas de cuentas. Esto puede provocar intoxicación si se ingiere una semilla o si se usan dichas joyas sobre la piel dañada. [6]
Se ha demostrado que la abrina actúa como inmunoadyuvante en el tratamiento del cáncer en ratones. [9]
Los síntomas de intoxicación por abrina incluyen diarrea , vómitos , cólicos , taquicardia y temblores . La muerte suele producirse al cabo de unos días debido a insuficiencia renal , insuficiencia cardíaca y/o parálisis respiratoria .
Aunque no hay consenso sobre el nivel de dosis letal en humanos después de la ingesta oral, se supone que la ingesta de 0,1 a 1 microgramo por kilogramo de peso corporal, o el consumo de una sola semilla del guisante rosario, puede ser fatal, pero esta información no está suficientemente documentada. [7] Según otras estimaciones, el valor LD 50 de la abrina está entre 10 y 1000 μg/kg y es comparable al de la ricina. [10] La gravedad de los efectos del envenenamiento por abrina varía según el medio de exposición a la sustancia (ya sea inhalada, ingerida o inyectada). [5] [6] La exposición a la abrina en la piel puede causar una reacción alérgica , indicada por ampollas , enrojecimiento , irritación y dolor, [6] sin embargo, no hay evidencia de toxicidad después del contacto con la piel.
La abrina es significativamente más tóxica tras la administración intravenosa. Los valores de LD50 obtenidos varían entre 0,03 y 0,06 μg/kg en conejos y entre 1,25 y 1,3 μg/kg en perros, dependiendo de la especie. [11] En estudios clínicos con pacientes con cáncer, se toleraron hasta 0,3 μg/kg de inmunotoxina abrina intravenosa sin que se desarrollaran síntomas graves de toxicidad.
La toxicidad de la abrina aumenta si se inhala. En ratas, la DL50 para esta vía de administración es de 3,3 μg/kg. [12]
La abrina se parece a la ricina, ya que también es una proteína inactivadora de ribosomas tipo 2 (RIP-II) con un modo de acción similar, pero el efecto de la abrina es más potente que el de la ricina. [13] El efecto tóxico de la abrina se debe a un proceso intracelular de varios pasos. La abrina se une a las células del cuerpo y penetra en ellas, inhibiendo la síntesis de proteínas celulares después de ser transportada al retículo endoplasmático (RE). Al unir su cadena B de unión no específica, que actúa como un haptómero, a la cadena de carbohidratos de una glicoproteína en la superficie celular, la molécula de abrina se ancla a la célula y posteriormente es engullida. Sin embargo, tanto la unión específica como la no específica dan como resultado la captación de abrina a través de endocitosis , así como la activación de la cadena A, causada por la escisión de la cadena B. La cadena A activada de la abrina, el efectomérico, entra entonces en las partes internas de la célula, donde escinde una nucleobase de adenina (A4324) del ARNr 28S de la subunidad ribosómica grande de un ribosoma en o cerca del RE, inhibiendo el proceso regular de síntesis de proteínas celulares. Sin estas proteínas, las células no pueden sobrevivir. Esto es perjudicial para el cuerpo humano y puede ser fatal en pequeñas exposiciones. Además, la abrina también puede unirse a células que tienen específicamente el receptor de manosa en su superficie; dado que este receptor se encuentra en una densidad particularmente alta en las células del sistema reticulohistiocítico , ese sistema en particular se ve afectado por la toxicidad de la abrina. [7]
La información sobre la toxicocinética de la abrina es limitada y controvertida. Debido a sus propiedades bioquímicas y su similitud con la ricina, se cree que la abrina se degrada al menos parcialmente en el tracto gastrointestinal . [14] El tamaño de la molécula también restringe la absorción a través del tracto gastrointestinal. Sin embargo, las numerosas muertes causadas por el consumo de semillas de guisante rosario confirman que se puede absorber una cantidad suficiente de la toxina en la circulación sistémica a través del tracto gastrointestinal para causar la muerte. [7]
Los estudios realizados en ratones muestran que se produce una acumulación de abrina después de la inyección en el hígado , los riñones , el bazo , las células sanguíneas, los pulmones y el corazón . La molécula se excreta por los riñones después de sufrir una escisión proteolítica. [15]
Los principales síntomas de intoxicación por abrina dependen de la vía de exposición y de la dosis recibida, aunque en casos graves pueden verse afectados muchos órganos. En general, los síntomas pueden aparecer en cualquier momento entre varias horas y varios días después de la exposición. Los síntomas iniciales de intoxicación por abrina por inhalación pueden aparecer dentro de las 8 horas siguientes a la exposición, pero lo más habitual es que se manifiesten entre 18 y 24 horas; pueden resultar mortales en un plazo de 36 a 72 horas. Tras la ingestión de abrina, los síntomas iniciales suelen aparecer rápidamente, pero pueden tardar hasta cinco días en aparecer. [6]
Los signos y síntomas posteriores de exposición son causados por los efectos citotóxicos de la abrina, que mata células en el riñón, el hígado, las glándulas suprarrenales y el sistema nervioso central. [6]
A las pocas horas de inhalar abrina, los síntomas comunes incluyen fiebre, tos, irritación de las vías respiratorias, opresión en el pecho , edema pulmonar (exceso de líquido acumulado en los pulmones) y náuseas . Esto dificulta la respiración (llamada disnea ) y la piel puede volverse azul o negra en una afección llamada cianosis , que es un síntoma de hipoxia . El exceso de líquido en los pulmones se puede diagnosticar mediante radiografías o auscultando el tórax con un estetoscopio . A medida que avanzan los efectos de la abrina, una persona puede volverse diaforética (sudar profusamente) y el líquido puede acumularse aún más. Su presión arterial puede bajar drásticamente, impidiendo que el oxígeno llegue al cerebro y otros órganos vitales en una afección llamada shock , y puede producirse insuficiencia respiratoria , que puede ser mortal en un plazo de 36 a 72 horas. Si una exposición a la abrina por inhalación no es mortal, las vías respiratorias pueden sensibilizarse o irritarse. [6]
La ingestión de cualquier cantidad de abrina puede provocar un proceso de combustión lenta con síntomas graves. Los primeros síntomas incluyen náuseas , vómitos , dolor en la boca, garganta y esófago, diarrea , disfagia (dificultad para tragar) y calambres y dolor abdominal . A medida que progresan los síntomas, comienza el sangrado y la inflamación en el tracto gastrointestinal. La persona afectada puede vomitar sangre ( hematemesis ), tener sangre en las heces, lo que crea unas heces negras y alquitranadas llamadas melena , y más sangrado interno. La pérdida de volumen de sangre y agua por náuseas, vómitos, diarrea y sangrado hace que la presión arterial baje y comience el daño orgánico, que se puede ver a medida que la persona comienza a tener somnolencia / adormecimiento, hematuria (sangre en la orina), estupor , convulsiones , polidipsia (sed excesiva) y oliguria (baja producción de orina). Esto finalmente resulta en insuficiencia orgánica multisistémica , shock hipovolémico , colapso vascular y muerte. [6]
La abrina puede absorberse a través de la piel lesionada o absorberse a través de la piel si se disuelve en ciertos solventes. También puede inyectarse en pequeñas bolitas y absorberse a través del contacto con los ojos. La abrina en forma de polvo o niebla puede causar enrojecimiento y dolor en los ojos (es decir, conjuntivitis ) en pequeñas dosis. Pequeñas dosis absorbidas a través de los ojos también pueden causar lagrimeo . Dosis más altas pueden causar daño tisular, sangrado severo en la parte posterior del ojo ( hemorragia retiniana ) y deterioro de la visión o ceguera . Una dosis lo suficientemente grande puede absorberse en el torrente sanguíneo y provocar toxicidad sistémica. [6]
Como no existe ningún antídoto para la abrina, el factor más importante es evitar la exposición a la abrina en primer lugar. Si no se puede evitar la exposición, el factor más importante es eliminar la abrina del cuerpo lo más rápido posible. La exposición a la abrina se puede prevenir cuando está presente en grandes cantidades usando el equipo de protección personal adecuado . La intoxicación por abrina se trata con cuidados paliativos para minimizar los efectos de la intoxicación. Estos cuidados varían según la vía de exposición y el tiempo transcurrido desde la exposición. En caso de ingestión reciente, la administración de carbón activado y el lavado gástrico son ambas opciones. El uso de un emético (agente vomitivo) no es un tratamiento útil. En casos de exposición ocular, lavar el ojo con solución salina ayuda a eliminar la abrina. La oxigenoterapia , el manejo de las vías respiratorias , la ventilación asistida , la monitorización , la administración de líquidos por vía intravenosa y la reposición de electrolitos también son componentes importantes del tratamiento. [6]