En la actualidad la resistencia a los antimicrobianos (RAM) plantea una grave amenaza mundial de creciente preocupación para la salud humana, animal y ambiental. Esto se debe a la aparición, propagación y persistencia de bacterias multidrogro-resistentes (MDR) o "superbacterias", es así que las bacterias MDR existen en todo el triángulo o nicho animal, humano y ambiental, y hay intercambio compartido de estos patógenos en esta tríada. Las causas plausibles de "el resistoma global" o RAM incluyen el uso excesivo de antibióticos en animales (alimentos, mascotas, acuáticos) y humanos, antibióticos vendidos sin receta médica, aumento de viajes internacionales, saneamiento/higiene deficiente y liberación de antibióticos no metabolizados o sus residuos en el medio ambiente a través del estiércol/heces (Aslam et al., 2011).
En el contexto de la Organización Mundial de la Salud (OMS), la resistencia a los antibióticos está aumentando en todo el mundo a niveles peligrosos, día tras día están apareciendo y propagándose en todo el planeta nuevos mecanismos de resistencia que ponen en peligro nuestra capacidad para tratar las enfermedades infecciosas comunes, además un creciente número de infecciones, como la neumonía, la tuberculosis, la septicemia, la gonorrea o las enfermedades de transmisión alimentaria, son cada vez más difíciles y a veces imposibles de tratar, a medida que los antibióticos van perdiendo eficacia (OMS, 2018). En la actualidad los escorpiones son bien conocidos por sus picaduras peligrosas y sus venenos se han aplicado en la medicina tradicional, principalmente en Asia y África y se ha convertido en una valiosa fuente de moléculas biológicamente activas desde nuevos antibióticos hasta posibles terapias contra el cáncer (Ortiz et al, 2015), además de acuerdo a los reportes publicados el veneno de escorpión posee un fuente abundante péptidos antimicrobianos nuevos y potentes tanto como naturales o modificados químicamente con la finalidad ampliar su capacidad antibacteriana, antifúngica, antiparasitaria (Luna-Ramírez et al., 2017; Borges et al., 2013). Los péptidos antimicrobianos son uno de los componentes del sistema inmune innato en una amplia gama de organismos eucariotas como humanos, plantas e insectos y que juegan un papel vital en los primeros mecanismos de defensa inmune contra los patógenos (Tarazi, 2015).
Las toxinas producidas por los escorpiones han llamado desde hace mucho tiempo la atención de los investigadores por sus propiedades terapéuticas como se reporta del escorpión azul cubano de la especie Rhopalurus junceus que es empleado en la terapia
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anticancerígena (Garcia, Coronas, Restano, Rodríguez y Possani, 2011; Hernández et al., 2009)
Lo concerniente al mecanismo de acción de estos péptidos, usualmente son dirigidos hacia moléculas intracelulares y formando poros en las membranas bacterianas mediante varias vías de señalización y para estas razones ha sido propuesta que su uso haría más difícil para la bacteria llegar a ser resistente al tratamiento. Hay tres diferentes propuestas moleculares de mecanismos de acción para estos péptidos: el modelo alfombra, modelo barril, modelo anular (Brogden, 2005; Bradshaw, 2003; Jenssen, Hamill y Hancock, 2006; Giuliani et al., 2008).
Hoy en día se sabe que a través del Instituto de Biotecnología de la Universidad Nacional Autónoma de México y, un grupo de investigación liderado por el Dr. Lourival Possani, han aislado y patentado un péptido denominado Hadrurina del escorpión Hadrurus aztecus con actividad bactericida sobre un gran número de microorganismos de importancia clínica tales como Escherichia coli, Enterococus cloacae, Klebsiella pneumoniae, Salmonella typhi y Pseudomonas aeruginosa (Torres-Larios, Gurrola, Zamudio y Possani, 2000), además por otro lado se ha reportado de un escorpión asiático Scorpiops tibetanus del péptido StCT2 con efecto frente a Staphylococcus aureus, incluyendo cepas resistentes a los antibióticos como a la meticilina (MRSA) (Cao et al., 2012).
Inclusive a partir del veneno de la especie Pandinus imperator, también se ha reportado del péptido denominado escorpina con capacidad inhibitoria frente a etapas sexuales de ooquinetos y gametos de Plasmodium berghei (Conde, Zamudio, Rodríguez y Possani, 2000), como también del veneno de Tityus gonzalespongai con acción leishmanicida sobre promastigotes de Leishmania mexicana (Borges et al., 2013).
En los últimos años, diferentes enfoques como las "ómicas" se han convertido en una herramienta muy poderosa para la comprensión de la complejidad de animales venenosos, utilizando técnicas de biología molecular, tales como RT-PCR, ADNc se ha amplificado a partir de ARNm total purificado de telsones (último segmento del postabdomen de los escorpiones) macerados. A partir de este ADNc varios precursores de secuencias de péptidos han sido identificados, con el uso de oligonucleótidos cuyas secuencias se obtuvieron a partir de secuencias de péptidos conocidos, obtenidos mediante la degradación de Edman. Es así que tiene como ejemplo a los genes que codifican para los precursores peptídicos antimicrobianos denominados VmCT1, VmCT2, VsCT1 y VsCT2 se clonaron y
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secuenciaron a partir de los bancos de ADNc preparados a partir de las glándulas de veneno de las especies de escorpión Mexicanos Vaejovis mexicanus smithi y Vaejovis subcristatus y en otro estudio también se ha clonado y aislado un gen nuevo para el péptido antimicrobiano, denominado StCT1, de la biblioteca de ADNc de la glándula venenosa del escorpión S. tibetanus que posee actividad inhibidora del crecimiento contra las bacterias Gram-positivas, pero no bacterias gram negativas (Quintero-Hernández et al., 2011; Ramírez-Carreto et al., 2012; Yuan et al., 2010).
Dentro de ese contexto, los hallazgos de la presente investigación, acerca de la Caracterización de los péptidos del veneno del escorpión Hadruroides charcasus con efecto antibacteriano contra Staphylococcus aureus y Pseudomonas aeruginosa, se determinó la presencia de péptidos de naturaleza catiónica y con actividad antibacteriana e inclusive también mostró actividad frente a Candida albicans, a pesar de no estar incluido en la investigación.
En tal sentido se plantea el desarrollo de planes y políticas a la generación de un programa de desarrollo de la proteómica articulando a los sectores del estado a través de fondos de financiamiento para la implementación y desarrollo con sectores público y privados como los Institutos de Salud, Centros de Investigación, Universidades, con la finalidad de aprovechar de nuestra Biodiversidad evaluando las potencialidades de los compuestos tóxicos de fluidos o secreciones de artrópodos como también de ofidios venenosos para desarrollar nuevos agentes terapéuticos frente a la resistencia antimicrobiana.
Asimismo, contar con un área en el Bioterio denominado aracnario para la crianza de escorpiones y arañas, que sirva la para identificación de la especie como para ordeñar a los especímenes. Además de contar con un Laboratorio de Biotecnología que permita realizar los estudios de los componentes del veneno a nivel proteómico, metabolómico y genómico.
En el futuro se puede desarrollar una plataforma para el desarrollo de antídotos (Antisueros) como también sirva de espacio para el estudio de venenos de insectos (abejas, avispas) y anfibios y réptiles, inclusive puede ser considerado con un centro de referencia para el Instituto Nacional de Salud para la producción de antisueros antiarácnidos y antiofídicos.
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Objetivo: Analizar el proteoma del veneno de los artrópodos del Departamento de Lambayeque para identificar y sintetizar péptidos con actividad antimicrobiana y anticancerígena.
Alcance:
Aislar péptidos antimicrobianos para la generación de nuevos antibióticos versus los convencionales.
Aislar péptidos anticancerígenos para la generación de nuevos principios bioactivos que estimulen a la muerte de diferentes líneas celulares cancerígenas.
Analizar la función de los péptidos, estudio de interacción proteína-proteína, vías metabólicas, vías de señalización.
Infraestructura y equipamiento:
- Laboratorio de Biotecnología - Bioterio
- Para el análisis estructural de los péptidos, a través de una cromatografía líquida rápida de proteínas (FPLC), una cromatografía líquida de alta presión acoplado a un espectrómetro de masas (MALDI-TOF), Cristalografía por rayos X, resonancia magnética nuclear (RMN).
Impacto:
Generar Patentes de interés a la Biomedicina con la finalidad de conseguir dinamismo económico a través de su explotación y acceso a sociedades de escasos recursos.
Desarrollar y consolidar las tecnologías en el análisis proteómico en el Departamento de Lambayeque.
Metas:
Formar investigadores a nivel pregrado y posgrado en el estudio proteómico, metabolómico y genómico.
Realizar publicaciones en revistas que se ubiquen en cuartil Q1. Fomentar el desarrollo de pasantías de investigación.
Promover la participación de fondos de financiamiento para el desarrollo de trabajos de investigación.