Australia es el hogar de algunas de las especies más peligrosas del mundo. Cualquiera que pase tiempo al aire libre en el este de Australia es prudente que esté atento a las serpientes, arañas, pájaros en picado, cocodrilos, caracoles de cono mortales y pequeñas medusas tóxicas.
Pero lo que no todo el mundo sabe es que incluso algunos de los árboles te atraparán.
Nuestra investigación sobre el veneno de los árboles urticantes australianos, que se encuentran en el noreste del país, muestra que estas peligrosas plantas pueden inyectar a los incautos con sustancias químicas muy parecidas a las que se encuentran en las picaduras de los escorpiones, las arañas y los caracoles cono.
Los árboles urticantes
En los bosques del este de Australia hay un puñado de árboles de ortiga tan nocivos que es habitual que se coloquen carteles en los lugares donde los humanos pisan su hábitat. Estos árboles reciben el nombre de gympie-gympie en la lengua de los indígenas gubbi gubbi, y de dendrocnide en latín botánico (que significa «aguijón del árbol»).
Un toque casual de una fracción de segundo en un brazo por una hoja o un tallo es suficiente para inducir dolor durante horas o días. En algunos casos se ha informado de que el dolor dura semanas.
Una picadura de gimpiana se siente como un fuego al principio, luego disminuye durante horas a un dolor que recuerda a tener la parte del cuerpo afectada atrapada en una puerta de coche cerrada. Durante los días posteriores a la picadura se produce una fase final denominada alodinia, durante la cual actividades inocuas como ducharse o rascarse la piel afectada reavivan el dolor.
¿Cómo causan dolor los árboles?
El dolor es una sensación importante que nos indica que algo va mal o que hay que evitarlo. El dolor también genera una enorme carga sanitaria con graves repercusiones en nuestra calidad de vida y en la economía, incluyendo cuestiones secundarias como la crisis de los opiáceos.
Para controlar mejor el dolor, necesitamos entenderlo mejor. Una forma es estudiar nuevas formas de inducir el dolor, que es lo que queríamos conseguir definiendo mejor el mecanismo que provoca el dolor de los gimpiales.
¿Cómo provocan el dolor estas plantas? Resulta que tienen bastante en común con los animales venenosos.
La planta está cubierta de pelos huecos en forma de aguja llamados tricomas, que están reforzados con sílice. Al igual que las ortigas comunes, estos pelos contienen sustancias nocivas, pero deben tener algo extra para provocar tanto dolor.
Investigaciones anteriores sobre la especie Dendrocnide moroides identificaron una molécula llamada moroidina que se pensaba que causaba dolor. Sin embargo, los experimentos en los que se inyectó moroidina en seres humanos no lograron inducir la serie de síntomas dolorosos que se observan en una picadura completa de Dendrocnide.
Encontrando a los culpables
Estudiamos los pelos urticantes del árbol urticante gigante australiano, Dendrocnide excelsa. Tomando extractos de estos pelos, los separamos en sus componentes moleculares individuales.
Una de estas fracciones aisladas causó respuestas de dolor significativas cuando se probó en el laboratorio. Descubrimos que contiene una pequeña familia de miniproteínas relacionadas de tamaño significativamente mayor que la moroidina.
A continuación, analizamos todos los genes expresados en las hojas de gimpiana para determinar qué gen podría producir algo con el tamaño y la huella digital de nuestra toxina misteriosa. Como resultado, descubrimos moléculas que pueden reproducir la respuesta al dolor incluso cuando se fabrican sintéticamente en el laboratorio y se aplican de forma aislada.
El genoma de la Dendrocnide moroides también resultó contener genes similares que codifican toxinas. Estos péptidos de Dendrocnide han sido bautizados como gimpiétidos.
Gimpiétidos
Los gimpiétidos tienen una intrincada estructura tridimensional que se mantiene estable gracias a una red de enlaces dentro de la molécula que forma un nudo. Esto hace que sea muy estable, lo que significa que probablemente se mantenga intacta durante mucho tiempo una vez inyectada en la víctima. De hecho, hay anécdotas que informan de que incluso especímenes de árboles urticantes de 100 años de antigüedad conservados en herbarios pueden seguir produciendo picaduras dolorosas.
Lo que sorprendió fue que la estructura 3D de estos gimpiétidos se asemeja a la forma de toxinas bien estudiadas del veneno de arañas y caracoles cónicos. Esto supuso una gran pista sobre el funcionamiento de estas toxinas, ya que se sabe que péptidos similares del veneno de escorpiones, arañas y caracoles cono afectan a unas estructuras denominadas canales iónicos en las células nerviosas, que son importantes mediadores del dolor.
En concreto, los gimpiétidos interfieren en una importante vía de conducción de las señales de dolor en el organismo, denominada canales iónicos de sodio activados por voltaje. En una célula afectada por los gimpiétidos, estos canales no se cierran con normalidad, lo que significa que la célula tiene dificultades para apagar la señal de dolor.
Una mejor comprensión puede traer nuevos tratamientos
Los árboles urticantes australianos fabrican una neurotoxina que se asemeja a un veneno tanto en su estructura molecular como en la forma en que se despliega por inyección. Tomando estas dos cosas en conjunto, parecería que dos procesos evolutivos muy diferentes han convergido en soluciones similares para ganar el juego final de infligir dolor.
En el proceso, la evolución también nos ha presentado una herramienta invaluable para entender cómo se causa el dolor. Actualmente se están investigando los mecanismos precisos por los que los gimpiés afectan a los canales iónicos y a las células nerviosas. Durante esa investigación, es posible que encontremos nuevas vías para controlar el dolor.
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Irina Vetter es una futura becaria del Consejo Australiano de Investigación en la Universidad de Queensland, Edward Kalani Gilding es un investigador postdoctoral en la Universidad de Queensland, y Thomas Durek es un investigador senior en la Universidad de Queensland
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Este artículo apareció por primera vez en The Conversation. Puede leer el artículo original aquí