El poder de las víboras cascabel: científicos en México buscan entender sus venenos

México es considerado un país de serpientes. Presentes en su mitología y hasta en el escudo de la bandera, estos reptiles son un emblema para la identidad nacional. Sin embargo, a pesar de su importancia cultural y ecológica, el país no es la excepción respecto a las presiones humanas que las mantienen en peligro.

La transformación y destrucción de su hábitat —debido a la construcción de carreteras, urbanización y prácticas agropecuarias—, su captura ilegal y comercio ilícito, así como su exterminio por desconocimiento y temor, están entre sus principales amenazas.

De acuerdo con la Procuraduría Federal de Protección al Ambiente (Profepa), en el mundo existen registros de unas 3 701 especies de serpientes. En México habitan 439 —cerca del 11 %—, lo que ubica al país como uno de los primeros en especies de serpientes a nivel mundial. Del total de estos reptiles en México, el 53 % son endémicos y 20 % son de importancia médica.

Un grupo importante entre esta diversidad son las víboras de cascabel. Pertenecen a la familia Viperidae, a la subfamilia Crotalinae y al género Crotalus. Una de sus características distintivas es el “cascabel” o crótalo en la punta de la cola, estructura utilizada como mecanismo de defensa al moverla y chocar sus segmentos, provocando un sonido que avisa a sus depredadores que es peligrosa. También poseen veneno que inyectan a través de sus mordeduras para inmovilizar y predigerir a sus presas, así como para defenderse de depredadores potenciales.

En México se distribuyen 42 de las 47 especies que se conocen: 24 son endémicas del país y 23 especies se encuentran en alguna categoría de riesgo. Al menos siete especies de estas víboras de cascabel están en Peligro Crítico de extinción.

Son particularmente temidas, pues es una realidad que las víboras de cascabel ocasionan alrededor de 4 000 accidentes ofídicos o envenenamientos por año en México. Sin embargo, apenas unos 34 terminan en muerte, según datos de la Secretaría de Salud. Es por eso que diversos grupos de científicos mexicanos trabajan para mostrar otra cara de estas serpientes.

Los investigadores han planteado desde caminatas nocturnas para observarlas en su hábitat natural sin perturbarlas, hasta la investigación del potencial que tienen sus venenos para desarrollar fármacos, anticancerígenos y mejorar la efectividad de los antivenenos. Toda una serie de iniciativas que buscan desestigmatizar a las serpientes.

Este 16 de julio se conmemora el Día Mundial de las Serpientes y tres expertos mexicanos compartieron con Mongabay Latam sus iniciativas para conservar a estos reptiles.

Del monte al laboratorio

Jorge Jiménez Canale ha dedicado los últimos siete años de su trayectoria científica a descifrar el veneno de las serpientes de cascabel. Dos de las especies que habitan el territorio mexicano se han convertido en el centro de sus investigaciones: la víbora de cascabel cola negra norteña (Crotalus molossus) y la víbora de cascabel del Pacífico (Crotalus culminatus).

En la naturaleza, sus venenos contienen toxinas que les sirven para inmovilizar a sus presas o como mecanismo de defensa ante sus depredadores. En su tesis doctoral, recientemente publicada por la Universidad de Sonora, Jiménez Canale investiga cómo es que estas mismas toxinas también tienen un importante potencial farmacológico que, en el futuro, podría liberarse dentro de células cancerígenas y ayudar en el tratamiento del cáncer de mama.

“Estas toxinas actúan de diferentes formas”, explica el biólogo. “Hay algunas que afectan el sistema nervioso periférico, hay otras que afectan el sistema circulatorio o que afectan ciertos tipos de células o tejidos. Nuestra línea de pensamiento fue: si estos animales tienen toxinas y venenos que actúan de manera muy específica, nosotros podríamos aprovechar esta actividad de tal manera que no actúen como una toxina en sí, sino como un fármaco”.

¿Cómo se logra esto? El científico parafrasea a Paracelso, médico suizo del siglo XVI: “La dosis hace el veneno”. Es decir, conociendo las dosis precisas a las cuales estas toxinas pueden llegar a afectar a células cancerígenas, se puede comenzar a trabajar en el desarrollo de un potencial fármaco.

“Nuestro proyecto no solamente investiga esto”, explica Jiménez Canale. “También desarrollamos un sistema de encapsulamiento de toxinas del veneno en nanopartículas —como unas especies de pelotitas muy pequeñas, que no se ven al ojo vivo— de tal manera que podemos hacer una liberación sostenida y muy controlada de estas toxinas, para que no las tengamos circulando de manera libre y provoquen una reacción alérgica, sino que tengamos dosis muy pequeñas que se pueden dirigir de manera pasiva hacia sitios de interés, en este caso, hacia células de cáncer”.

También se descubrió que estas toxinas tienen actividad antibacteriana en algunas bacterias ESKAPE, un grupo que la Organización Mundial de la Salud (OMS) ha determinado como las más peligrosas para la salud humana debido a la farmacorresistencia que han generado. Entre ellas se encuentra la Pseudomonas aeruginosa —una de las principales bacterias causantes de infecciones en vías respiratorias en hospitales— y Staphylococcus aureus, causante de infecciones cutáneas. Los resultados, de manera general, son prometedores para continuar investigando, pues se trata de investigaciones preclínicas que seguirán en mejora, sostiene el biólogo.

Mientras tanto, Jiménez Canale combina su labor investigativa y de docencia universitaria con la educación ambiental. Desde el 2017 fundó el grupo Gila Hikers, dedicado a realizar caminatas guiadas en sitios de importancia para la biodiversidad —sobre todo de reptiles— en la ciudad de Hermosillo, Sonora. Su objetivo es generar un cambio en la percepción de la sociedad respecto a estos animales, “muy a menudo incomprendidos”.

Se trata de caminatas nocturnas y tranquilas en el monte, a lo largo de unos tres o cuatro kilómetros en zonas no impactadas por la urbanización. “El objetivo no es recorrer distancias muy largas, sino simplemente buscar a estos animales”, explica el biólogo.

Cada que el grupo se encuentra con algún individuo, se detiene y comienza una actividad explicativa: ¿es un animal que implica cierto riesgo o es inofensivo? ¿Cómo se puede prevenir el contacto con ellos? Y sobre todo, ¿cómo se comportan estos animales de manera natural?

“Muchas veces, cuando sale una serpiente o un escorpión en los hogares, cunde el pánico. No pensamos bien, sino que primero matamos y luego preguntamos”, describe Jiménez Canale. “Lo que nos interesa en estos recorridos es que la gente vea que son animales realmente muy tranquilos, que si nosotros los dejamos en paz, no nos van a atacar. Nos interesa mostrar qué es lo que podemos hacer en caso de que aparezcan en nuestras casas y cuál es la manera correcta de sacarlos sin ponernos en riesgo”.

El biólogo creó una cuenta en Instagram no sólo para organizar estos recorridos, sino que se ha convertido en una de sus herramientas para la educación ambiental, al publicar información, fotografías y videos que acercan la comunidad a la biodiversidad local. La mayoría de las personas que acuden a los recorridos no son biólogos, ecólogos o especialistas en áreas afines, sino personas que simplemente encontraron la cuenta y les interesó participar o que tuvieron amigos que ya fueron y les contaron sobre la experiencia.

“Estas personas realmente llegan con hambre de conocimiento y, al terminar el recorrido, cambian la forma en la que ven a estos animales”, agrega Jiménez Canale. “Hemos tenido una actividad de concientización y de ciencia ciudadana muy importante, y ahora sabemos que podemos aprender de biología y de conservación sin ser especialistas y de una manera divertida”.

El experto recuerda que México es un país de serpientes. “¿Cuántos países realmente tienen este privilegio?”, se pregunta. “Tenemos la obligación —tanto el gobierno, como nosotros los especialistas— de generar una cultura, para que los mexicanos logremos identificar que las serpientes son parte de nosotros. La gran mayoría son completamente inofensivas y sumamente importantes en el ambiente. En el futuro, estos animales muy probablemente nos ayuden a salvar vidas; hay que darles la oportunidad”.

La evolución de los antivenenos

Cuando el biólogo Edgar Neri Castro comenzó a estudiar los venenos de serpientes, en la década de los 2000, era muy poco lo que se sabía al respecto en México. Mientras que Estados Unidos, Costa Rica o Brasil generaban entre 20 y 30 artículos por año desde la década del ochenta, este país contaba con un gran vacío de información.

La necesidad era muy clara: “Con 93 especies distintas, México ocupa el segundo lugar a nivel mundial en cuanto a diversidad de serpientes venenosas y ocupamos el primer lugar en el continente americano. Era paradójico que no tuviéramos estudios sobre los venenos”, dice el integrante del programa Investigadores por México del Consejo Nacional de Humanidades, Ciencias y Tecnologías (Conahcyt), adscrito a la Universidad Juárez del Estado de Durango.

Desde entonces, Neri —en compañía de científicos como el doctor Alejandro Alagón, del Instituto de Biotecnología de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM)— se ha especializado en descubrir la composición de los venenos de estas especies.

“Hay que aclarar que en México solamente el 20 % de las serpientes poseen secreciones tóxicas que nos pueden ocasionar un problema médico, el resto son inofensivas. Todavía hay muchas especies de las cuales no sabemos nada, pero creo que vamos muy bien y, año con año, iremos cubriendo esos huecos de información”, dice Neri, quien dedicó su tesis doctoral —publicada en el 2021— a investigar la absorción de los componentes del veneno de la cascabel neotropical (Crotalus simus) y sus posteriores efectos en la sangre de animales grandes, como los borregos.

Los resultados de estos estudios brindan mucha información para el mejoramiento de los antivenenos, así como para la predicción de los cuadros clínicos por mordeduras.

“De esto no se sabía absolutamente nada en el mundo, fue el primer estudio y, de hecho, sigue siendo el primero que aborda cómo se absorben los componentes del veneno, tanto por sangre como por sistema linfático”, explica Neri. “Decidimos utilizar esta especie por dos razones: una, es que su veneno lo hemos estudiado bastante, entonces sabemos mucho acerca de su composición. La segunda es que este veneno es utilizado en México para generar uno de los dos antivenenos que existen en el país”.

Ahora, en 2024, el experto trabaja en caracterizar esos venenos, es decir, averiguar qué genes enfocados en toxinas hay en las serpientes venenosas. Así ha encontrado, por ejemplo, que existen diferencias en la composición del veneno en algunas especies, cuando una serpiente es neonatal, juvenil o adulta. Para todo esto ha sido esencial su colaboración con los médicos en diversos hospitales.

“Tenemos muchas colaboraciones con médicos que nos pasan los casos clínicos y que nosotros analizamos. Si nos dicen, por ejemplo, que a un paciente lo mordió la especie Crotalus ravus, ahora sabemos que su veneno está compuesto por tales enzimas y toxinas, y esto se correlaciona muy bien con el cuadro clínico. Es decir, si nosotros en el laboratorio vemos que daña los vasos sanguíneos o las proteínas que rodean los vasos sanguíneos, en la clínica vemos que hay hemorragias”, detalla el científico.

La utilidad de estas investigaciones es que el conocimiento generado no se queda estancado en publicaciones de tesis o artículos —señala Neri—, sino que esta información es realmente aplicada en la sociedad. De esta manera se reducen los tiempos de estancia hospitalaria, a la par que se evitan muchas de las secuelas de las mordeduras.

“En México no se conoce muy bien la posología, es decir, cuántos antivenenos ponerle a los pacientes cuando han sido mordidos por una u otra especie. De eso no hay nada en la literatura”, afirma Neri. “Lo que estamos tratando de hacer, junto con los médicos, es que si les llega una persona mordida por una serpiente, ellos nos guardan un poquito de la sangre que suelen recabar para sus estudios clínicos y nosotros la estudiamos en el laboratorio. Así podemos ver si tuvo mucho o poco veneno y si los antivenenos que se le administraron fueron los adecuados. Todo esto es experiencia para que los médicos puedan administrar las dosis adecuadas”.

La intención de trabajar estos temas es aclarar que las serpientes “no son malas y no muerden sólo por morder”, sino que esto sucede cuando se sienten intimidadas, fueron pisadas o lastimadas, por lo que tienden a defenderse. Pero los científicos trabajan no solamente para dar esa información, sino para tratar de que en las regiones en donde hay un alto número de mordeduras, la gente tenga acceso a los antivenenos.

“Es un problema muy complejo en México, porque hay zonas del país en donde realmente llegar a un hospital o un centro médico puede tomar 8 o 10 horas”, concluye Neri. “Ahí todavía tenemos que hacer una labor muy importante, tanto los divulgadores, como los investigadores y los políticos para poder llevar antivenenos y que las personas sepan qué hacer. Sólo así les podemos platicar que las serpientes son buenas y ellos entenderán que también nos traen beneficios muy importantes”.

La urgencia de conservar a las serpientes

Juan Miguel Borja ha pasado muchos años buscando serpientes de cascabel de cola negra en campo. Conforme pasa el tiempo —dice el investigador— cada vez es más difícil encontrar ejemplares en la naturaleza. Su objetivo es localizarlas, de norte a sur del país, para estudiar la composición de sus venenos.

“En los lugares a los que vamos cada año, ahora es más difícil verlas. Antes era más fácil encontrar serpientes grandes y ahora sólo encuentras pequeñas. Me queda claro que una de las causas es que las matan, pero también sé que muchas serpientes mueren al ser atropelladas en carreteras o por pérdida de hábitat”, comenta el biólogo y profesor de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad Juárez, en el estado de Durango.

Es una contradicción —dice el investigador— que cada vez haya más equipos científicos interesados en describir sus toxinas con potencial biomédico y biotecnológico, mientras que las poblaciones van en declive. En términos de conservación, si no se implementa alguna estrategia, la situación empeorará, sostiene.

“Es triste porque apenas estamos empezando a conocer su veneno y su biología en general y, a la par, cada vez estamos acercando a muchas de ellas a la extinción”, asevera el experto.

En junio pasado, Borja presentó los resultados de una de sus investigaciones más recientes en Venom Week —un simposio científico internacional dedicado a los animales venenosos, realizado en Estados Unidos—, que describe la variación en la composición de los venenos entre juveniles y adultos de las cinco especies que componen el grupo de las serpientes de cascabel de cola negra, en un trabajo desarrollado en colaboración con los doctores Gamaliel Castañeda, Edgar Neri y Alejandro Alagón, y el financiamiento del Consejo Nacional de Humanidades, Ciencias y Tecnologías (Conahcyt).

“Algo interesante es que cuando platicamos con la gente en las comunidades, sí se tiene la noción de que los venenos de las serpientes más pequeñas son más letales o peligrosos. Entonces, ahora estamos demostrando, con evidencia, que efectivamente es así, al menos bajo condiciones controladas”, explica el científico.

La investigación describe y evalúa las causas de esta variación, y cómo afecta las actividades biológicas del veneno. “El cambio en la composición del veneno es muy drástico; prácticamente son venenos completamente diferentes”, dice el científico.

Esta información es importante para los médicos porque, al conocer estos resultados, ya saben qué esperar en términos de síntomas cuando un humano es mordido por una serpiente pequeña o por una más grande. Este último tema está conectado además con la evaluación de la eficacia de los antivenenos mexicanos para reconocer y neutralizar la letalidad de los venenos, dice Borja.

“En Venom Week también presentamos cómo el antiveneno en general es bueno, sin embargo, para mordeduras de individuos más pequeños al parecer se requiere más cantidad de antiveneno y no neutraliza todas las actividades biológicas. Esto nos indica que hay una oportunidad para mejorar el antiveneno”, explica el especialista.

El equipo ya ha publicado tres artículos al respecto, uno sobre la serpiente de cascabel del Pacífico (Crotalus basiliscus) y dos sobre la serpiente de cascabel de cola negra mexicana (Crotalus molossus nigrescens), sin embargo, esperan publicar varios trabajos más, pues siguen encontrando evidencias interesantes desde el punto de vista molecular, bioquímico, ecológico y evolutivo.

“Las serpientes nos dan mucho más de lo que podemos pensar que nos quitan”, afirma el experto. “Indirectamente, las serpientes salvan más vidas con los fármacos que se han producido a partir de su veneno, que las que quitan, porque en realidad el número de mordeduras y, sobre todo, el número de muertes, es muy bajo”, sostiene Borja.

Por ello, así como es motivo de orgullo contar con tantas especies de serpientes de cascabel en México, también existe una gran responsabilidad por conservarlas. “Al final, si no hay serpientes, tampoco tendremos los servicios que nos ofrecen”, concluye.