Svelato l’inquietante mistero del veleno dei mamba: perché alcuni pazienti peggiorano dopo l’antidoto

Mamba nero. Credit: iStock

Tra i serpenti più letali al mondo figurano indubbiamente i mamba (genere Dendroaspis), rettili con abitudini arboree che nell'Africa subsahariana provocano la morte di circa 30.000 persone ogni anno. Ciò significa che questi animali uccidono circa 80 persone ogni giorno nel continente africano. Un numero enorme, che sarebbe ancora superiore se non fossero stati sviluppati gli antidoti. Il mamba nero (Dendroaspis polylepis), che è il più grande dei serpenti velenosi presenti in Africa, senza l'antidoto – da somministrare in brevissimo tempo dopo il morso – ucciderebbe praticamente la totalità delle persone morse, a causa della dose massiccia di neurotossine che determinano paralisi. Sebbene gli antidoti salvino tantissime vite ogni anno, non sempre risultano efficaci: un vero e proprio mistero per gli scienziati.

In parole semplici, dopo la somministrazione del farmaco, diversi pazienti iniziano a manifestare un miglioramento significativo nel tono muscolare e dei movimenti, per poi piombare poco dopo in crisi con spasmi dolorosissimi e incontrollati. Un nuovo studio ha finalmente fatto luce su ciò che accade a queste sfortunate persone, aprendo le porte allo sviluppo di antidoti sempre più efficaci e in grado di salvare molte più vite umane. Vediamo cosa è stato scoperto.

Sino ad oggi si riteneva che il solo veleno del mamba verde orientale (Dendroaspis angusticeps) fosse in grado di scatenare paralisi spastica a causa della tossicità presinaptica, ovvero una tossicità (danno) che si determina prima dello scambio di segnali elettrici tra cellule nervose, che sono in comunicazione attraverso le sinapsi. Per le altre specie di mamba, compreso il sopracitato mamba nero, gli scienziati credevano che il loro veleno potesse scatenare solo la paralisi flaccida (o inerte), innescata dalla tossicità postsinaptica. In realtà, grazie alla nuova indagine, è stato scoperto che anche il veleno degli altri mamba – oltre al verde orientale – possiede una componente latente in grado di innescare la paralisi spastica presinaptica. Dopo la somministrazione dell'antidoto, in taluni casi la seconda componente tossica viene "risvegliata" proprio dall'antiveleno, che porta a un'eccessiva stimolazione dei muscoli e ai sopracitati spasmi incontrollati e dolorosissimi, come spiegato dagli autori del nuovo studio.

Mamba nero. In realtà il colore è marrone chiaro, il pigmento scuro che dona il nome al serpente è nel palato. Credit: Giovanni Marais

A condurlo un team di ricerca internazionale guidato da scienziati australiani dell'Università del Queensland, che hanno collaborato a stretto contatto con i colleghi di diversi istituti. Fra quelli coinvolti il Monash Venom Group del Dipartimento di Farmacologia dell'Università Monash, l'Istituto per la biotecnologia degli insetti (Germania), il Dipartimento di Informatica, Bionformatica e Biologia Computazionale dell'Università Tecnica di Monaco e la società spagnola Inosan Biopharma. I ricercatori, coordinati dal professor Bryan Fry del Laboratorio di biotossicologia adattiva presso l'ateneo australiano, sono giunti alle loro conclusioni dopo aver condotto una serie di test di neutralizzazione con il veleno di varie specie di mamba. Le tossine sono state veicolate su cellule nervose e muscolari di una struttura presente nel collo degli uccelli (tra le principali prede dei mamba) chiamata biventer cervicis.

Dagli esperimenti è emerso che tutti i veleni dei mamba hanno innescato l'effetto di paralisi flaccida a causa della neurotossicità postsinnaptica, ad eccezione del mamba verde orientale che ha provocato la paralisi spastica dovuta alla neurotossicità presinaptica e sinaptica. Essa è “caratterizzata dal potenziamento del rilascio presinaptico di acetilcolina e dall'attività sinaptica sostenuta di questo neurotrasmettitore”, spiegano gli esperti.

Come prevedibile, gli antidoti hanno funzionato egregiamente nel neutralizzare la paralisi flaccida postsinaptica, ma i ricercatori hanno anche osservato con sorpresa che l'esposizione agli antiveleni ha fatto emergere la neurotossicità presinaptica (con paralisi spastica) latente per tutti i veleni, tranne in quello del mamba verde orientale. È la ragione per cui la somministrazione degli antidoti può portare al peggioramento dei pazienti morsi e trattati trattati. "Ci aspettavamo di vedere una chiara paralisi flaccida che induceva effetti postsinaptici e un'efficace neutralizzazione tramite l'antidoto. Quello che non ci aspettavamo di trovare era l'antidoto che smascherava l'altra metà degli effetti del veleno sui recettori presinaptici", ha affermato in un comunicato stampa il coautore dello studio Lee Jones, aggiungendo che la posizione geografica dei serpenti – in particolar modo del mamba nero del Kenya e del Sudafrica – influiva sul meccanismo dei veleni.

"Gli attuali antiveleni possono curare la paralisi flaccida, ma questo studio ha scoperto che i veleni di queste tre specie sono poi in grado di attaccare un’altra parte del sistema nervoso causando paralisi spastica per tossicità presinaptica", ha spiegato il professor Fry. “In precedenza pensavamo che la quarta specie di mamba, il mamba verde orientale, fosse l'unica in grado di causare paralisi spastica. Questa scoperta risolve un mistero clinico di vecchia data sul perché alcuni pazienti morsi dai mamba sembrano inizialmente migliorare con l'antidoto e riacquistare tono muscolare e movimento, solo per poi iniziare ad avere spasmi dolorosi e incontrollati. Il veleno inizialmente blocca i segnali nervosi che raggiungono i muscoli, ma dopo la somministrazione dell'antidoto, stimola eccessivamente i muscoli. È come curare una malattia e all'improvviso scoprirne un'altra”, ha chiosato l'esperto.

Secondo gli autori dello studio, le differenze nell'azione dei veleni dei mamba “sono dovute all'espressione differenziale delle isoforme della tossina piuttosto che all'evoluzione di nuove tossine specie-specifiche”. I risultati di questa ricerca aiuteranno gli esperti a produrre antidoti più efficaci, anche alla luce della distribuzione geografica differente delle varie specie di mamba dell'Africa subsahariana. Recentemente è stato creato un potentissimo antidoto contro i veleni di più serpenti (compreso il mamba nero, così chiamato per la colorazione del palato) grazie agli anticorpi di un uomo che per 18 anni si è fatto mordere dai serpenti più velenosi al mondo o si è iniettato il loro veleno. I dettagli della ricerca “Neurotoxic Sleight of Fang: Differential Antivenom Efficacy Against Mamba (Dendroaspis spp.) Venom Spastic-Paralysis Presynaptic/Synaptic vs. Flaccid-Paralysis Postsynaptic Effects” sono stati pubblicati sulla rivista scientifica specializzata Toxins.