Potential Therapeutic Applications of Synthetic Conotoxin s-cal14.2b, Derived from <i>Californiconus californicus</i>, for Treating Type 2 Diabetes
Pavel H. Lugo-Fabres,
Leslie M. Otero-Sastre,
Johanna Bernáldez-Sarabia,
Tanya A. Camacho-Villegas,
Noemi Sánchez-Campos,
Janeth Serrano-Bello,
Luis A. Medina,
Saé Muñiz-Hernández,
Lizbeth de la Cruz,
Isabel Arenas,
Antonio Barajas-Martínez,
David E. Garcia,
Linda Nuñez-Garcia,
Jorge González-Canudas,
Alexei F. Licea-Navarro
Affiliations
Pavel H. Lugo-Fabres
CONACYT-Unidad de Biotecnología Médica y Farmacéutica, Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco (CIATEJ) A. C., Av. Normalistas 800, Colinas de la Normal, Guadalajara 44270, Jalisco, Mexico
Leslie M. Otero-Sastre
Departamento de Innovación Biomédica, Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE), Carretera Ensenada-Tijuana No. 3918, Zona Playitas, Ensenada 22860, Baja California, Mexico
Johanna Bernáldez-Sarabia
Departamento de Innovación Biomédica, Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE), Carretera Ensenada-Tijuana No. 3918, Zona Playitas, Ensenada 22860, Baja California, Mexico
Tanya A. Camacho-Villegas
CONACYT-Unidad de Biotecnología Médica y Farmacéutica, Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco (CIATEJ) A. C., Av. Normalistas 800, Colinas de la Normal, Guadalajara 44270, Jalisco, Mexico
Noemi Sánchez-Campos
Departamento de Innovación Biomédica, Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE), Carretera Ensenada-Tijuana No. 3918, Zona Playitas, Ensenada 22860, Baja California, Mexico
Janeth Serrano-Bello
Laboratorio de Bioingeniería de Tejidos, División de Estudios de Posgrado e Investigación, Facultad de Odontología, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México 04360, Mexico
Luis A. Medina
Laboratorio de Física Médica-Unidad de Investigación Biomédica en Cáncer-INCan, Ciudad de México 14080, Mexico
Saé Muñiz-Hernández
Laboratorio de Oncología Experimental, Subdirección de Investigación Básica, Instituto Nacional de Cancerología, Ciudad de México 14080, Mexico
Lizbeth de la Cruz
Departamento de Fisiología, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México 04510, Mexico
Isabel Arenas
Departamento de Fisiología, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México 04510, Mexico
Antonio Barajas-Martínez
Departamento de Fisiología, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México 04510, Mexico
David E. Garcia
Departamento de Fisiología, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México 04510, Mexico
Linda Nuñez-Garcia
Laboratorios Silanes S.A. de C.V., Ciudad de México 11000, Mexico
Jorge González-Canudas
Laboratorios Silanes S.A. de C.V., Ciudad de México 11000, Mexico
Alexei F. Licea-Navarro
Departamento de Innovación Biomédica, Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE), Carretera Ensenada-Tijuana No. 3918, Zona Playitas, Ensenada 22860, Baja California, Mexico
The FDA’s approval of peptide drugs such as Ziconotide or Exendin for pain relief and diabetes treatment, respectively, enhanced the interest to explore novel conotoxins from Conus species venom. In general, conotoxins can be used in pathologies where voltage-gated channels, membrane receptors, or ligands alter normal physiological functions, as in metabolic diseases such as Type 2 diabetes. In this study, the synthetic cal14.2b (s-cal14.2b) from the unusual Californiconus californicus demonstrated bioactivity on NIT-1 insulinoma cell lines stimulating insulin secretion detecting by high performance liquid chromatography (HPLC). Accordingly, s-cal14.2b increased the CaV1.2/1.3 channel-current by 35 ± 4% with a recovery τ of 10.3 ± 4 s in primary cell culture of rat pancreatic β-cells. The in vivo results indicated a similar effect of insulin secretion on mice in the glucose tolerance curve model by reducing the glucose from 500 mg/dL to 106 mg/dL in 60 min, compared to the negative control of 325 mg/dL at the same time. The PET-SCAN with radiolabeling 99mTc-s-cal14.2b demonstrated biodistribution and accumulation in rat pancreas with complete depuration in 24 h. These findings show the potential therapeutic use of s-cal14.2b in endocrinal pathologies such as early stages of Type 2 Diabetes where the pancreas’s capability to produce insulin is still effective.