Toxinas proteicas del veneno de serpientes del género Dendroaspis que reconocen receptores colinérgicos muscarínicos

Abstract

Hace diez años se reportó la existencia de dos proteínas, MTx1 y MTx2, del veneno de la mamba verde oriental (Dendroaspis angusticeps) que inhibieron la unión de ligandos muscarínicos en cerebro de rata. Actualmente se han aislado más de diez toxinas muscarínicas (MTxs) de la mamba verde oriental, la mamba negra (D. polylepis) y la mamba verde occidental (D. viridis). Estas toxinas poseen 65-66 aminoácidos, con cuatro puentes disulfirro que les confieren una estructura de "tres dedos", tal como las α-neurotoxinas (bloqueantes de receptores nicotínicos), las dendrotoxinas (bloqueantes de canales de K+) y las fasciculinas (inhibidoras de la acetilcolinesterasa). Existen cinco subtipos de receptores colinérgicos muscarínicos (m1-m5), aunque sólo pueden discriminarse dificilmente cuatro subtipos farmacológicos (M1-M4) por agentes poco selectivos, que no pemiiten una clasificación confiable y, en consecuencia, una identificación clara. Nuestros experimentos de unión especifica en tejidos nativos pemiitieron sugerir que ambas toxinas, MTxl y MTx2, se unen selectivamente al subtipo farmacológico M1 de receptor muscarínico. Luego demostramos que ambas toxinas presentan alta afinidad y selectividad por los receptores muscarínicos humanos clonados m1 y m4, con muy bajas afinidades relativas por los otros. Estos resultados se confirmaron por experimentos de unión específica en diferentes tejidos centrales y periféricos de rata y conejo; se demostró una unión de alta afinidad en el hipocampo, rico en receptores m1 y m4, y en el estriado, rico en m4, pero no se observó interacción en páncreas, rico en m3, ni en auricula, rica en m2. El patrón de selectividad de MTxl fue m1 ≈ m4 >> m5 > m3, m2, siendo MTxl más potente que MTx2, pero con menor capacidad discriminativa entre m1 y m4. Tanto MTxl como MTx2 se comportaron como agonistas muscarínicos, facilitando la consolidación de la memoria cuando se inyectaron en el hipocampo de ratas entrenadas en una tarea de evitación inhibitoria. En el conducto deferente de conejo las toxinas actuaron como McN-A 343 y CPCP, agonistas relativamente selectivos por el receptor M1, reduciendo las contracciones fásicas del músculo liso, aunque los efectos de las toxinas no resultaron reversibles. En la misma preparación, las MTxs parecieron tener un efecto sobre los receptores adrenérgicos, que fue reversible. Además, MTxl y MTx2 resultaron capaces de desplazar la unión de ³H-prazosin, un antagonista α-adrenérgico, a membranas de corteza cerebral y conducto deferente de rata y conejo. La unión de MTxl y MTx2 a los receptores muscarínicos resultó irreversible, mientras que a los adrenérgicos resultó reversible. Recientemente hemos aislado dos fracciones proteicas (7000-8000 Da) del veneno de D. viridis que parecen ser ligandos potentes y específicos para subtipos de receptores muscarínicos. Una de ellas, DvMT4, mostró selectividad por el subtipo m4, mientras que otra, DvMT3-4, exhibió selectividad por los subtipos m3 y m4. Dada la carencia de agentes muscarínicos selectivos, estas MTxs resultan muy útiles para localizar y mapear subtipos muscarínicos en el sistema nervioso central, para caracterizados y estudiar sus funciones en órgano aislado o in vivo. La familia de las Msz ha ido creciendo rápidamente y parecen ser ligandos selectivos extremadamente promisorios para el estudio del rol y la distribución de los subtipos de receptores muscarínicos. La comparación de las secuencias permitió definir importantes residuos y regiones de las toxinas, probablemente responsables de su selectividad y acción agonista/antagonista. Esto podría llevar al desarrollo de nuevos ligandos muscarínicos aún más selectivos, tal vez más apropiados como agentes terapéuticos