Las anémonas marinas como fuente para la obtención de sustancias biológicamente activas
Contenido principal del artículo
Resumen
Como miembros de los Cnidarios, las anémonas marinas comparten una característica distintiva de este filo, la presencia de nematocistos, estando en parte asociadas a estas estructuras su toxicidad. A partir de anémonas marinas han sido obtenidos diferentes péptidos capaces de unirse con especificidad y potencia a diversos tipos de canales iónicos, contribuyendo así al conocimiento de su estructura y función. Las denominadas “toxinas de sitio 3” han sido las más estudiadas y corresponden a un grupo de péptidos que se unen al canal de sodio dependiente de voltaje produciendo un enlentecimiento en el proceso de inactivación de esta corriente. Posteriormente, se reportaron otros compuestos capaces de bloquear los canales de potasio activados por voltaje en diferentes preparaciones. Recientemente se aisló una nueva clase de toxinas, representada por un único miembro hasta el momento, que se une a los canales sensibles a protones (ASICs). En Cuba, las investigaciones sobre compuestos obtenidos de anémonas marinas datan de la década de los 80. Las especies más estudiadas han sido Stichodactyla helianthus, Bunodosoma granulifera, Condylactis gigantea, Phyllactis flosculifera y Epicystis crucifer. A partir de ellas han sido aislados nuevos compuestos tales como dos moléculas formadoras de poros, fosfolipasas, toxinas bloqueadoras de canales de K+, toxinas con efecto sobre canales de Na+ y otras neurotoxinas que ejercen otras acciones farmacológicas así como inhibidores de proteasas. Estos estudios han tributado a las investigaciones que se desarrollan en el País sobre Biodiversidad y específicamente han aportado nuevos elementos en el conocimiento de las potencialidades de uso de los organismos marinos. Tanto por sus características químicas como por sus efectos farmacológicos estos compuestos han tenido y presumiblemente tendrán una contribución importante como herramientas farmacológicas para el análisis de diversos procesos a nivel molecular, y muy posiblemente podrán devenir en moléculas promisorias para el desarrollo de nuevos fármacos de aplicación médica
Detalles del artículo
Citas
Alvarez C., A. Garateix, M. Tejuca, A. Aneiros, I. F. Pazos and M. E. Lanio. 2003. Overview of Marine Toxin Research in Cuba Comments on Toxinology. Vol. 9: 117-119.
Aneiros, A., Garcia, I., Martinez, J. R., Harvey, A. L., Anderson, A. J., Marshall, D. L., Engstrom, A., Hellman, U., and E. Karlsson. 1993. A potassium channel toxin from the secretion of the sea anemone Bunodosoma granulifera. Isolation, amino acid sequence and biological activity. Biochim. Biophys. Acta 71157:86-92.
Aneiros A., E. Karlsson, L. Beress, A. Garateix, J. Alvarez, E. Soto and E. Salinas.1998. Isolation of toxins from the Caribbean sea anemones Bunodosoma granulífera and Phyllactis flosculifera. Toxicon 36, 1276.
Antuch, W., Berndt, K. D., Chavez, M. A., Delfin, J., and K. Wuthrich. 1993. The NMR solution structure of a Kunitz-type proteinase inhibitor from the sea anemone Stichodactyla helianthus. Eur. J. Biochem. 15; 212:675-84.
Benzinger R., Tonkovich GS and Hanck DA 1999. Augmentation of recovery from inactivation by site 3-Na channel toxins. A single channel and whole cell study of persistent currents . J. Gen Physiol. 113, 336-346.
Bosman, F., Aneiros, A., and J., Tytgat (2002). The sea anemone Bunodosoma granulìfera contains surprisingly efficacious and potent insect-selective toxins. FEBS Letter. 532: 131-134.
Castañeda, O., Sotolongo, V., Amor, A. M., Stockiln, R., Anderson, A. J., Harvey, A. L., Engstrom, A., Wernstedt, C., and E. Karlsson. 1995. Characterization of a potassium channel toxin from the Caribbean Sea anemone Stichodactyla helianthus. Toxicon. 33:603-613.
Catterall, W. A. 2000. From ionic currents to molecular mechanisms: the structure and function of voltage gated sodium channels. Neuron. 26:13-25.
Delfin, J., Gonzalez, Y., Diaz, J., and M. Chavez. 1994. Proteinase inhibitors from Stichodactyla helianthus: purification, characterization and immobilization. Arch. Med. Res. 25:199-204.
Diochot S. , A. Baron, L.D.Rash. E. Deval., P. Escoubas, S. Scarzello, M. Salinas and M. Lasdunski. 2004A new sea anemone peptide, APETx2, inhibits ASIC3, a major acid-sensitive channel in sensory neurons. The EMBO Journal 23, 1516-1525.
El-Sherif N, Fozzard HA.and Hanck DA 1992, Dose-dependent modulation of the cardiac sodium channel by sea anemone toxin ATXII. Circ. Res. 70, 285-301.
Garateix, A., Hernández, J. L., Más, R., Romero, L., and M. Chávez. 1990. Effects of intra and extracellularly applied Condylactis gigantea phospholipase A on ionic currents of isolated molluscan neurons. Comp. Biochem. Physiol. 97:481-486.
Garateix, A., Castellanos, M., Hernández, J., Más, R., Romero, L., and M. Chávez. 1992. Effects of a high molecular weight toxin from the sea anemone Condylactis gigantea on cholinergic responses. Comp. Biochem. Physiol. 103:403-409.
Garateix., A., Flores, A., Garcia-Andrade, J. M., Palmero, A., Aneiros, A., Vega, R., and E. Soto. 1996. Antagonism of glutamate receptors by a chromatographic fraction from the exudate of the sea anemone Phyllactis flosculifera. Toxicon. 34:443-50.
Garateix, A., Vega, R., Salceda, E., Cebada, J., Aneiros, A., and E. Soto. 2000. BgK anemone toxin inhibits outward K+ currents in snail neurons. Brain Res. 864:312-314.
Garateix A., E. Salceda, O. López, H. Salazar, A. Aneiros, A. J. Zaharenko , J. C de Freitas and E. Soto 2006. Pharmacological characterization of Bunodosoma toxins on mammalian voltage dependent sodium channels . Pharmacology on line 3: 507-513.
Gomez, T., Romero, D. L., Wong, L., Barral, A. M., Martínez, J. R., and M.A. Chávez. 1986. Isolation and partial purification of two toxins and a protease inhibitor from Stoichactis helianthus anemone. Rev. Cubana Invest. Biom. 5:117-125. (In Spanish)
Goudet, C., Ferrer, T., Glan, L., Artiles, A., Batista, C. F. V., Possani, L. D., Alvarez, J., Aneiros, A., and J. Tytgat. 2001. Characterization of two Bunodosoma granulifera toxins active on cardiac sodium channels. Br. J. Pharmac. 134:1195-1206.
Kalman, K., Pennington, M. W., Lanigan, M. D., Nguyen, A., Rauer, H., Mahnir, V., Paschetto, K., Kem, W. R., Grissmer, G. A., Christina, E. P., Cahalan, M. D., Norton, R. S., and K. G. Chandy. 1998. ShK-Dap22 a potent Kv1.3-specific Immunosuppressive Polypeptide. J. Biol. Chem. 273:32697-07.
Kem, W. R., Pennington, M. W., and R. Norton. 1999. Sea anemone toxins as templates for the design of immunosuppressant drugs. Perspectives in Drug Discovery and Design. 15/16:111-129.
Lanio, M. E., Moreira, V., Alvarez, C., Tejuca, M., Gomez, T., Pazos, F., Besada, V., Martinez, D., Huerta, V., Padron, G., and M. A. Chavez. 2001. Purification and characterization of two hemolysins from Stichodactyla helianthus. Toxicon. 39:187-194.
Loret, E. P., Menéndez-Soto del Valle, R., Mansuelle, P., Sampieri, P., and H. Rochat. 1994. Positively charged amino acid residues located similarly in sea anemone and scorpion toxins. J. Biol. Chem. 269:16785-16788
Nuñez R., Garateix A., Laguna A., Fernández M.D., Ortiz E., Llanio M., Valdés O., Rodríguez A., Menéndez R 2006. Caribbean marine biodiversity as a source of new compounds of biomedical interest and others industrial applications. Pharmacology on line 3: 111-119.
Pazos, F., Gómez, T., Tejuca, M., Alvarez, C., and M. E. Lanio. 1993. Enzymatic characteristics of a fraction with phospholipase activity isolated from the anemone Stichodactyla helianthus. Rev. Bio¬logia 7: 115-123.
Romero, L. 1997. Isolation and purification of toxins from the sea anemone Condylactis gigantea. Master in Science Thesis. Biochemistry Department, University of Havana, Cuba. (in Spanish).
Salceda, E., Garateix, A., and E. Soto. 2002. The sea anemone toxins BgII and BgIII prolongs the inactivation time course of the tetrodotoxin-sensitive sodium current in rat dorsal root ganglion neurons. J. Pharmacol. Exp. Ther. 303:1067-74.
Salceda E., Pérez-Castells J., López-Méndez B., Garateix A., Salazar H., López O., Aneiros A., Standker L., Béress L., Forssmann W.G., Soto E., Jimenez-Barbero J., Giménez-Gallego G. (2007)-CgNa, a type I toxin from the giant Caribean sea anemone Condylactis gigantea shows structural similarities to both type I and type II toxins, as well as distinctive structural and functional properties. Biochem. J. 406, 67-76.
Salinas, E. M., Cebada, J., Valdes, A., Garateix, A., Aneiros, A., and J. L. Alvarez. 1997. Effects of a toxin from the mucus of the Caribbean sea anemone (Bunodosoma granulifera) on the ionic currents of single ventricular mammalian cardiomyocytes. Toxicon. 35:1699-709.
Schweitz H., Bruhn, Guillermare E., Moinier D., Lancelin JM, Beress L.and Lazdunski M 1995. Kalicludines and kaliseptine. The Journal of Biological Chemistry 270, 25121-25126.
Ständker, L., L. Bèrèss, A. Garateix, T.Christ, U. Ravens, E. Salceda, E. Soto, H. John, W. G. Forssmann, A. Aneiros 2006. A new toxin from the sea anemone Condylactis gigantea with effect on sodium channel inactivation. Toxicon 48: 211-220.