Inhibición de enzimas fosfolipasas A2 de venenos totales de serpientes como estrategia en la búsqueda de nuevos fármacos / Enzyme phospholipase A2 inhibition from snake venoms as strategy to search for new drug

Introducción: Los fármacos antiinflamatorios no esteroideos (AINEs) son ampliamente utilizados para la terapia del dolor, a pesar de sus efectos secundarios que ocurren a nivel renal, estomacal y coagulatorio. Las fosfolipasas A2 (PLA2) presentes en los venenos de serpientes, abejas e incluso en el organismo humano, son responsables de varios procesos fisiológicos y patológicos. Las enzimas hidrolizan fosfolípidos de membrana liberando ácido araquidónico, un precursor de los eicosanoides pro-inflamatorios, los cuales originan mediadores de la inflamación. Objetivo: El propósito de este trabajo es revisar nuevas moléculas capaces de bloquear la escisión de los fosfolípidos de membrana por acción de las PLA2, evitando la formación de mediadores de inflamación. Metodología: Se realizó una revisión bibliográfica de estudios publicados desde 2011 a 2021, que reportan compuestos con actividad inhibitoria frente a PLA2. El potencial de los estudios de relación estructura actividad se discute como estrategia para encontrar compuestos activos ante PLA2. Resultados: Se revisaron 26 estudios que incluyen compuestos naturales y sintéticos y se recopilaron 93 moléculas con actividad inhibitoria, destacando su potencial como inhibidores de PLA2. Conclusiones: La actividad inhibitoria de los compuestos revisados podría estar asociada a los patrones de sustitución en el anillo bencénico de las moléculas. La evaluación de características moleculares relevantes en la inhibición de PLA2 puede guiar a la identificación de candidatos para síntesis de nuevos inhibidores enzimáticos.

Introduction: Nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) are widely used for pain therapy, despite its side effects in renal, stomach and coagulant systems. Phospholipases A2 (PLA2) enzymes, present in snakes and bees' venoms, and even in the human organism, are responsible for several physiological and pathological processes. These enzymes hydrolyze membrane phospholipids, releasing arachidonic acid, a precursor of pro-inflammatory eicosanoids, which give rise to inflammatory mediators. Objective: The aim of the present work is to review new molecules able to block the cleavage of membrane phospholipids by the action of phospholipases A2, preventing the formation of inflammatory mediators. Methodology: A bibliographic revision from literature published from 2011 to 2021 focused on PLA2 inhibitors was carried out. The potential of structure-activity relationship studies is discussed as a strategy to find active compounds against PLA2. Results: 26 studies including natural and synthetic compounds were reviewed and data from 93 molecules with inhibitory activity were collected, highlighting its potential as PLA2 inhibitors. Conclusion: The inhibitory activity of the reviewed compounds could be associated with the substitution patterns in the benzene ring of the molecules. The evaluation of molecular moieties with relevant capacity to inhibit PLA2 will lead to the identification of candidates for synthesis of new enzymes inhibitors.

Neurotoxical activity of Micrurus snake venom and methods for its analysis. A literature review / Actividad neurotóxica del veneno de serpientes del género Micrurus y métodos para su análisis. Revisión de la literatura

Abstract Introduction: Snakes of the genus Micrurus have fossorial habits, passive temperament and scarce production of powerful venom with neurotoxic characteristics that block the synaptic transmission at the neuromuscular junction. Objective: To present an overview of the neurotoxicity of the Micrurus snake venom, and its functional characterization by ex vivo analysis methods. Materials and methods: A literature review was conducted in MedLine and ScienceDirect using specific terms and their combinations. Search strategy: type of studies: articles on the neurotoxicity of Micrurus snake venom and techniques to determine its neurotoxic activity by in vitro, in vivo and ex vivo models; publication period: articles published until June 2018; publication language: English and Spanish. Results: Out of 88 studies identified in the initial search, 28 were excluded because they did not meet the inclusion criteria (based on reading their titles and abstracts). 8 additional articles (books and reports) were included, since, according to the authors' opinion, they complemented the information reported by the selected studies. The studies included in the review (n=68) were original research papers (n=44), review articles (n = 16), and book chapters, reports, guides and online consultations (n=8). Conclusions: Studies performed using ex vivo muscle and nerve preparations to evaluate the effect of neurotoxins provide a good model for the characterization of the pre-synaptic and post-synaptic effect of the venom produced by snakes of the genus Micrurus.

Resumen Introducción. Las serpientes del género Micrurus son animales de hábitos fosoriales, de temperamento pasivo y escasa producción de un potente veneno con características neurotóxicas que bloquean la transmisión sináptica en la placa neuromuscular. Objetivo. Presentar un panorama general de la neurotoxicidad del veneno de las serpientes Micrurus y su caracterización funcional mediante métodos de análisis ex vivo. Materiales y métodos. Se realizó una revisión de la literatura en MedLine y ScienceDirect usando términos específicos y sus combinaciones. Estrategia de búsqueda: tipo de estudios: artículos sobre la neurotoxicidad del veneno de serpientes Micrurus y técnicas para determinar su actividad neurotóxica mediante modelos in vitro, in vivo y ex vivo; periodo de publicación: sin límite inicial a junio de 2018; idiomas: inglés y español. Resultados. De los 88 estudios identificados en la búsqueda inicial, se excluyeron 28 por no cumplir los criterios de inclusión (basándose en la lectura de títulos y resúmenes); además, se incluyeron 8 documentos adicionales (libros e informes), que, a criterio de los autores, complementaban la información reportada por las referencias seleccionadas. Los estudios incluidos en la revisión (n=68) correspondieron a las siguientes tipologías: investigaciones originales (n=44), artículos de revisión (n=16) y capítulos de libros, informes, guías y consultas en internet (n=8). Conclusiones. Los estudios que describen el uso de preparaciones ex vivo de músculo y nervio para evaluar el efecto de neurotoxinas ofrecen un buen modelo para la caracterización del efecto presináptico y postsináptico del veneno producido por las serpientes Micrurus.

Efecto citotóxico de fosfolipasas A2 del veneno de Crotalus durissus cumanensis de Colombia / Cytotoxic effect of A2 phospholipases of the venom of Crotalus durissus cumanensis from Colombia / Efeito citotóxico da fosfolipase A2 do veneno de Crotalus durissus cumanensis da Colômbia

Introducción. Los venenos de serpientes representan una fuente importante de proteínas y péptidos, los cuales exhiben diversas actividades biológicas, tales como antibacterianas, antiparasitarias, antivi-rales, antitumorales, antifúngicas y contra la agregación plaquetaria, entre otras.Las fosfolipasas A2 presentes en los venenos de serpientes son las proteínas más estudiadas en estos modelos. Se ha demostrado que las fosfolipasas A2, activas e inactivas, poseen actividad catalítica contra células tumorales. Objetivo. Aislar, purificar y caracterizar la fosfolipasa A2 del veneno de Crotalus durissus cumanensis para evaluar su actividad antitumoral in vitro. Materiales y métodos. El aislamiento, la purificación y la identificación de la crotoxina B se hizo mediante la cromatografía de exclusión molecular, la cromatografía líquida de alto rendimiento de fase inversa (Reversed Phase High-Performance Liquid Chromatography, RP-HPLC) y la espectrometría de masas. El efecto citotóxico sobre células tumorales (K562) y células normales (células mononucleares de sangre periférica) se determinó utilizando la técnica de MTT. Resultados. La separación y posterior identificación de la crotoxina B del veneno de C. d. cumanensis de Colombia, permitieron evidenciar que esta fosfolipasa A2 posee efecto citotóxico sobre las células mononucleares de sangre periférica con una dosis de 18,23 ± 0,57 µg/ml, mientras que, para las células K562, fue de 2,34 ± 0,199 µg/ml. Conclusiones. Los resultados sugieren la posibilidad de utilizar la crotoxina B aislada del veneno de C. d. cumanensis como un posible recurso terapéutico para su aplicación en humanos.

Introduction. Snake venoms are an important source of proteins and peptides, which display various biological activities such as antibacterial, antiparasitic, antiviral, antitumor, antifungal and against platelet aggregation, among others.Phospholipases A2 present in snake venoms are the most studied proteins in these models. Active and inactive A2 phospholipases have been shown to possess catalytic activity against tumor cells. Objective. To isolate, purify and characterize the phospholipase A2 of the venom of Crotalus durissus cumanensis to evaluate its in vitro antitumor activity. Materials and methods. Isolation, purification and identification of crotoxin B was done with Size Exclusion Chromatography, Reversed Phase High-Performance Liquid Chromatography, RP-HPLC, and Mass Spectrometry. The cytotoxic effect on tumor cells (K562) and normal cells (peripheral blood mononuclear cells) was determined using the MTT technique. Results. The separation and subsequent identification of crotoxin B, found in the venom of C. d. cumanensis from Colombia, showed that this phospholipase A2 has a cytotoxic effect on peripheral blood mononuclear cells at a dose of 18.23 ± 0.57 µg / ml, whereas for K562 cells, it was 2.34 ± 0.199 µg/ml Conclusions. The results suggest the use of crotoxin B, isolated from the venom of C. d. cumanensis, as a possible therapeutic resource for human application.

Introdução. Os venenos da serpentes constituem uma importante fonte de proteínas e péptidos, os quais exibem várias actividades biológicas, tais como agentes antibacterianos, antiparasitárias, antivi-rais, antitumorais, antifúngicas e contra a agregação de plaquetas, entre outros. As fosfolipases A2 presentes no veneno da serpentes são as proteínas mais estudadas nestes modelos. Tem sido demostrado que as fosfolipases A2, activas e inactivas, possuem actividade catalítica contra células tumorais. Objetivo. Isolar, purificar e caracterizar a fosfolipase A2 do veneno da Crotalus durissus cumanensis para avaliar a sua actividade anti-umoral in vitro. Materiais e métodos. O isolamento, a purificação e identificação da crotoxina B foi realizada por cromatografia de exclusão molecular, cromatografia líquida de alta eficiência de fase reversa (Reversed Phase High-Performance Liquid Chromatography, RP-HPLC) e espectrometria de massa. O efeito cito-tóxico sobre células tumorais (K562) e células normais (células mononucleares do sangue periférico) foi determinada usando a técnica de MTT. Resultados. A Separação e subsequente identificação da crotoxina B do veneno da C. d. cumanensis da Colômbia, permitiu constatar que esta fosfolipase A2 tem um efeito citotóxico em células mono-nucleares de sangue periférico, com uma dose de 18,23 ± 0,57 µg/ ml, enquanto que para as células K562, foi 2,34 ± 0,199 ug/ml. Conclusões. Os resultados sugerem a possibilidade de utilizar crotoxina B isolada a partir do veneno da C. d. cumanensis como recurso para o potencial uso terapêutico em humanos.

Isolation and functional characterization of a basic phospholipase A2 from Colombian Bothrops asper venom / Aislamiento y caracterización funcional de una fosfolipasa A2 básica del veneno de Bothrops asper de Colombia

Antecedentes: las mordeduras de serpientes representan un problema de salud pública relevante en muchas regiones del mundo, particularmente en los países tropicales y subtropicales de África, Asia, América Latina y Oceanía. Los venenos de serpientes son mezclas complejas de enzimas y proteínas tóxicas, donde los componentes más importantes y abundantes que dañan los músculos en los venenos de serpientes son las fosfolipasas A2 (PLA2). Objetivo: Aislar y caracterizar una fosfolipasa A2 del veneno de Venezuela Bothrops para obtener información sobre la composición del veneno de esta especie. Materiales y métodos: La cromatografía de intercambio catiónico seguida de HPLC de fase inversa se usó para purificar la proteína. La espectrometría de masas se utilizó para determinar su masa molecular. La caracterización bioquímica se realizó utilizando un sustrato sintético (ácido 4-nitro-3-octanoiloxi-benzoico). La actividad miotóxica y de inducción de edema de la toxina se probó en ratones, midiendo la actividad de la creatina quinasa plasmática y el diámetro de la almohadilla de la pata, respectivamente. Además, se examinó la actividad citotóxica de mioblastos y miotubos C2C12 del músculo esquelético murino. Resultados: se purificó una PLA2 de Bothrops asper veneno de Colombia (BaspCol-PLA2). Su masa molecular fue de 13974.6 Da. La enzima hidrolizó un sustrato sintético con un KM de 3.11 mM y un VMax de 4.47 nmol / min, mostrando una actividad máxima a 40 ° C y a pH 8.0. La PLA2 requería Ca2 + para la actividad. La adición de Mg2 +, Cd2 +, Mn2 + y Zn2 + (10 mM) en presencia de baja concentración de Ca2 + (1 mM) disminuyó la actividad de la enzima. La sustitución de Ca2 + por los cationes divalentes mencionados también redujo la actividad a niveles similares a los de la ausencia de Ca2 +. Tres fragmentos internos (CCFVHDCCYGK, AAAI / LCFRDNI / LNTYNDKK, DAAI / LCFR) identificada mediante un análisis de espectrometría de masas mostró similitud con las PLA2 de B. asper informadas previamente. En ratones, BaspCol-PLA2 indujo un notable efecto miotóxico local y un edema moderado en la almohadilla del pie. In vitro, esta enzima indujo un efecto citotóxico tanto en los mioblastos como en los miotubos. Además, se clasificó como PLA2 débilmente anticoagulante, mostrando este efecto en concentraciones entre 3 y 10 µg / mL cuando se usa plasma humano. Conclusiones: Una PLA2 se purificó y se llamó BaspCol-PLA2, esta enzima mostró actividad catalítica y una masa molecular de 13974.6 Da. La toxina mostró actividades miotóxicas, formadoras de edema, anticoagulantes y citotóxicas. BaspCol-PLA2 indujo un notable efecto miotóxico local y un edema moderado en la almohadilla del pie. In vitro, esta enzima indujo un efecto citotóxico tanto en los mioblastos como en los miotubos. Además, se clasificó como PLA2 débilmente anticoagulante, mostrando este efecto en concentraciones entre 3 y 10 µg / mL cuando se usa plasma humano. Conclusiones: Una PLA2 se purificó y se llamó BaspCol-PLA2, esta enzima mostró actividad catalítica y una masa molecular de 13974.6 Da. La toxina mostró actividades miotóxicas, formadoras de edema, anticoagulantes y citotóxicas. BaspCol-PLA2 indujo un notable efecto miotóxico local y un edema moderado en la almohadilla del pie. In vitro, esta enzima indujo un efecto citotóxico tanto en los mioblastos como en los miotubos. Además, se clasificó como PLA2 débilmente anticoagulante, mostrando este efecto en concentraciones entre 3 y 10 µg / mL cuando se usa plasma humano. Conclusiones: Una PLA2 se purificó y se llamó BaspCol-PLA2, esta enzima mostró actividad catalítica y una masa molecular de 13974.6 Da. La toxina mostró actividades miotóxicas, formadoras de edema, anticoagulantes y citotóxicas. esta enzima mostró actividad catalítica y masa molecular de 13974.6 Da. La toxina mostró actividades miotóxicas, formadoras de edema, anticoagulantes y citotóxicas. esta enzima mostró actividad catalítica y masa molecular de 13974.6 Da. La toxina mostró actividades miotóxicas, formadoras de edema, anticoagulantes y citotóxicas.

Clonaje y caracterización molecular in silico de un transcrito de fosfolipasa A2 aislado del veneno de la serpiente peruana Lachesis muta / Molecular cloning and characterization in silico of phospholipase A2 transcripto isolated from Lachesis muta peruvian snake venom

Objetivo. Aislar y caracterizar in silico un transcrito del gen de fosfolipasa A2 (PLA2) aislado del veneno de Lachesis muta de la Amazonía peruana. Materiales y métodos. Se amplificó el transcrito del gen sPLA2 mediante la técnica de RT-PCR a partir de RNA total utilizando cebadores específicos, el producto de DNA amplificado se insertó en el vector pGEM para su posterior secuenciación. Mediante análisis bioinformático de la secuencia nucleotídica se determinó un marco de lectura abierta de 414 nucleótidos que codifica 138 aminoácidos, incluyendo16 aminoácidos del péptido señal, el peso molecular y el pI fueron de 13 976 kDa y 5,66 respectivamente. Resultados. La secuencia aminoacídica denominada Lm-PLA2- Perú, contiene Asp49, así como Tyr-28, Gly-30, Gly-32, His-48, Tyr52, Asp99 importantes para la actividad enzimática. La comparación de Lm-PLA2-Perú con las secuencias aminoacídicas de los bancos de datos mostró 93 por ciento de similitud con las sPLA2 de Lachesis stenophrys y más del 80 por ciento con otras sPLA2 de venenos de la familia Viperidae. El análisis filogenético de la secuencia nucleotídica del transcrito del gen sPLA2 indica que Lm-PLA2-Perú se agrupa con otras sPLA2 [Asp49] ácidas previamente aisladas del veneno de Bothriechis schlegelii con un 89 por ciento de identidad. El modelaje tridimensional de Lm-PLA2-Perú, presenta una estructura característica de sPLA2 del Grupo II formada por tres hélices-α, una lámina-β, una hélice corta y un lazo de unión con calcio. Conclusión. La secuencia nucleotídica corresponde al primer transcripto del gen de PLA2 clonado a partir del veneno de la serpiente Lachesis muta, que habita en la selva del Perú.

Objective. Isolate and characterize in silico gene phospholipase A2 (PLA2) isolated from Lachesis muta venom of the Peruvian Amazon. Material and methods. Technique RT-PCR from total RNA was using specific primers, the amplified DNA product was inserted into the pGEM vector for subsequent sequencing. By bioinformatic analysis identified an open reading frame of 414 nucleotides that encoded 138 amino acids including a signal peptide of 16 aminoacids, molecular weight and pI were 13 976 kDa and 5.66 respectively. Results. The aminoacid sequence was called Lm-PLA2-Peru, contains an aspartate at position 49, this aminoacid in conjunction with other conserved residues such as Tyr-28, Gly-30, Gly-32, His-48, Tyr52, Asp99 are important for enzymatic activity. The comparison with the amino acid sequence data banks showed of similarity between PLA2 from Lachesis stenophrys (93 percent) and other PLA2 snake venoms and over 80 percent of other sPLA2 family Viperidae venoms. A phylogenetic analysis showed that Lm-PLA2-Peru grouped with other acidic [Asp49] sPLA2 previously isolated from Bothriechis schlegelii venom showing 89 percent nucleotide sequence identity. Finally, the computer modeling indicated that enzyme had the characteristic structure of sPLA2 group II that consisted of three α-helices, a β-wing, a short helix and a calcium-binding loop. Conclusion. The nucleotide sequence corresponding to the first transcript of gene from PLA2 cloned of Lachesis muta venom, snake from the Peruvian rainforest.