Mantenimiento en cautiverio y extracción de veneno de Tityus serrulatus (escorpión amarillo brasileño) para la producción de antídotos
Summary
Aquí, presentamos protocolos exitosos de mantenimiento y extracción de veneno para la cría a gran escala de Tityus serrulatus Lutz y Mello, 1922 (escorpión amarillo brasileño), con el objetivo de proporcionar veneno para la posterior producción de antídotos de escorpión para satisfacer la demanda del sistema de salud brasileño.
Abstract
El envenenamiento por escorpión es un problema de salud pública en varios países tropicales y subtropicales. Tityus serrulatus Lutz y Mello, 1922 (escorpión amarillo brasileño) son responsables de aproximadamente 150.000 casos de envenenamiento por año en Brasil, de los cuales el 10% requiere tratamiento antiofídico para revertir los efectos del veneno potencialmente mortales. Por lo tanto, miles de individuos de T. serrulatus se mantienen en condiciones de cautiverio controlado para la extracción de veneno, posteriormente utilizados en la producción del suministro nacional de antídoto para escorpiones. El Instituto Butantan es el principal laboratorio de fabricación de antídotos de Brasil, suministrando cerca de 70.000 viales de antídoto de escorpión para el sistema de salud brasileño. Por lo tanto, los protocolos de cría y las metodologías de extracción de veneno son puntos clave para el éxito de la producción de veneno estandarizada a gran escala. El objetivo de este artículo es describir los protocolos de cautiverio de la cría de T. serrulatus , abarcando la rutina de cría y los procedimientos de extracción del veneno, siguiendo las buenas prácticas de manufactura y asegurando el bienestar animal. Estas prácticas permiten mantener hasta 20.000 animales en cautiverio, con una rutina de 3.000 a 5.000 alacranes ordeñados mensualmente de acuerdo a la demanda de fabricación de antivenenos, logrando un promedio de 90% de extracción positiva.
Introduction
Los escorpiones son artrópodos pertenecientes a la clase Arachnida, orden Scorpiones, que comprende aproximadamente 2.621 especies 1,2. Estos animales tienen una amplia distribución geográfica y están presentes en todos los continentes excepto en la Antártida1. El envenenamiento causado por escorpiones provoca la morbilidad o muerte de miles de personas cada año en todo el mundo3. En 2019, se estimó que hubo más de 1,2 millones de accidentes y 3.500 muertes anuales causadas por estos animales. En Brasil, el número de casos ha aumentado exponencialmente, llegando a más de 100.000 casos por año desde 2017 4,5,6. La urbanización descontrolada observada en Brasil en las últimas décadas, sin un adecuado tratamiento de las aguas residuales y una recolección y disposición regular de la basura, asociada a la degradación ambiental y a los cambios climáticos, ha creado condiciones para la proliferación de escorpiones invasores, como T. serrulatus, aumentando el contacto con los humanos y, por lo tanto, resultando en accidentes nocivos 4,7,8. Existen alrededor de 178 especies de escorpiones en Brasil, pero las picaduras de importancia médica son causadas por el género Tityus, siendo cuatro especies (T. serrulatus, T. bahiensis, T. stigmurus y T. obscurus) de preocupación médica, siendo Tityus serrulatus responsable de los casos más graves y de las muertes 7,9.
El Instituto Butantan es el principal laboratorio de fabricación de antídotos de Brasil, suministrando aproximadamente 70.000 viales de antídoto de escorpión para el sistema de salud brasileño. Brevemente, los pasos involucrados en la fabricación de antídotos incluyen la inoculación de antígenos derivados del veneno en equinos, la recolección y purificación de plasma rico en anticuerpos, lo que da como resultado viales de 5 ml de antídoto de escorpión. Cada vial es capaz de neutralizar, al menos, 1 mg de veneno de escorpión por ml de antídoto. El Bioterio de Artrópodos es una parte integral del centro industrial, responsable de suministrar el material de partida para el antídoto del escorpión.
El Bioterio de Artrópodos del Instituto Butantan se denominó originalmente Laboratorio de Artrópodos y fue creado en 1967. Sin embargo, no fue hasta 1995 que el Laboratorio se trasladó a una instalación exclusiva dedicada al alojamiento de artrópodos venenosos10,11. En ese momento, los escorpiones se mantenían en una sala de 12m2 sin temperatura controlada y se distribuían en aproximadamente 13 recintos, cada uno de los cuales albergaba un máximo de 300 animales10. Debido a la creciente demanda de veneno a lo largo de los años y la consiguiente necesidad de aumentar el número de animales, junto con las mejoras en el proceso de extracción del veneno, en 2016 se produjo un cambio importante. El Laboratorio se integró en el centro industrial del Instituto Butantan y pasó a llamarse Bioterio de Artrópodos. Además, en 2016, el Bioterium se trasladó a una nueva instalación especialmente diseñada. La nueva sala de escorpiones tiene una superficie de 24m2 y contiene aproximadamente 48 recintos de polipropileno, cada uno de los cuales alberga hasta 300 animales, como se muestra en la Figura 1. Esto da como resultado un total de 10.000 a 20.000 individuos que se mantienen en condiciones controladas de cautiverio, con variaciones a lo largo del año. Los escorpiones son cuidadosamente manejados bajo estrictos protocolos de cría para garantizar su bienestar mientras satisfacen las altas demandas de producción y se adhieren a las buenas prácticas y estándares éticos para el cuidado de los animales. Para la extracción del veneno, se diseñó y construyó una sala específica, que alberga dos gabinetes de flujo de aire como se muestra en la Figura 2A. Estos gabinetes sirven como medidas de seguridad para evitar que los técnicos inhalen partículas de veneno durante el procedimiento de extracción. Los equipos de protección individual (EPI) son obligatorios para los técnicos, incluidos los delantales sintéticos y las mascarillas FFP2, para evitar cualquier contaminación y garantizar su seguridad.
Figura 1: Vista general de la sala del escorpión del Bioterio de Artrópodos. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 2: Área de trabajo . (A) Vista general de la sala de extracción de veneno del Bioterio de Artrópodos. (B) Superficie de trabajo del gabinete de flujo de aire. Todos los materiales y equipos están preparados y dispuestos en la parte superior de la superficie de trabajo del gabinete de flujo de aire. La flecha negra indica el dispositivo electroestimulador y la flecha roja indica las pinzas. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Alrededor del 90% de los escorpiones de T. serrulatus en el Bioterio de Artrópodos provienen de diferentes sitios, recolectados por agentes de salud municipales como parte de un programa de vigilancia y control de estos animales. Los escorpiones son capturados en áreas urbanas y luego enviados al Instituto Butantan como parte de un programa de colaboración. Los escorpiones de T. serrulatus son partenogenéticos, lo que significa que el nacimiento ocurre como consecuencia del desarrollo de la descendencia a partir de huevos no fertilizados, sin la presencia de un individuo del sexo opuesto12. Debido a este tipo de reproducción, algunos animales nacen en cautividad en nuestras instalaciones y se mantienen hasta que alcanzan la fase adulta, siguiendo un protocolo de cría similar al que se describe a continuación. Una vez que alcanzan la etapa adulta, se agregan a la rutina de extracción de veneno. A su llegada, los escorpiones se someten a un cribado inicial, y los que se encuentran en buenas condiciones de salud son mantenidos en recintos colectivos que contienen un máximo de 350 individuos, divididos por su procedencia. Para cada recinto, se rellena diariamente un formulario de control en el que se proporcionan datos sobre la fecha de alimentación y el tipo de presa ofrecida (grillo o cucaracha), el suministro de agua, los procedimientos de limpieza, el número de animales muertos y el número de animales vivos que quedan dentro del recinto.
En una agenda programada previamente, los animales se someten a estimulación eléctrica y el veneno resultante de cientos de individuos se liofiliza, lo que da como resultado lotes de veneno liofilizado. El veneno estandarizado obtenido de este proceso se destina a la inmunización de caballos como parte del proceso de fabricación, así como a proporcionar material de referencia para el control de calidad de la sustancia activa y del producto final.
Existen muy pocas instalaciones en el mundo capaces de mantener un número tan grande de escorpiones y realizar el volumen de extracciones de veneno de acuerdo con las buenas prácticas de fabricación y el uso ético de los animales, como se hace en el Bioterio de Artrópodos del Instituto Butantan. Por lo tanto, nuestro objetivo es describir los protocolos de mantenimiento del escorpión y los procedimientos de extracción de veneno utilizados en la cría de T. serrulatus , que proporcionan con éxito la cantidad necesaria de veneno para la producción del antídoto del escorpión.
Protocol
Representative Results
Discussion
La aplicación de los métodos descritos nos permite mantener un gran número de individuos de T. serrulatus y nos da una predicción consistente del número de escorpiones necesarios para la producción anual de veneno. De esta manera, podemos proporcionar suficientes lotes de veneno por adelantado para abastecer el proceso de fabricación de antídotos. Al mismo tiempo, el desarrollo de cronogramas preestablecidos para el mantenimiento, la alimentación y la extracción de veneno es una parte esencial de las a…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ninguno
Materials
| Carboard sheet | NA | NA | |
| Egg tray | NA | NA | cardboard 36 places egg trays |
| Electro stimulator device | Instituto Butantan | ART-FV-01 | Internally designed for the venom extraction |
| Kraft paper | NA | NA | regular kraft paper |
| Making tape | NA | NA | White masking tape (24 mm x 50 m) |
| Polyproplene container | NA | NA | 70 L Polypropylene box (H – 35 cm, W – 35.5 cm, L – 72 cm) |
| Polyproplene tray | NA | NA | Polypropylene tray (H – 3.0 cm, W – 18.5 cm, L – 30 cm) |
| Self-adhesive plastic | NA | NA |
References
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