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Biólogos identificam proteína que neutraliza as principais toxinas do veneno de cascavel
Uma equipe de biólogos da Universidade de Maryland, nos Estados Unidos, investigou o genoma da cascavel diamondback ocidental para desenvolver melhores tratamentos para picadas de cobra, que causam cerca de 120.000 mortes e 400.000 lesões incapacitantes em todo o mundo a cada ano.
Em descobertas publicadas recentemente na revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), a equipe identificou uma única proteína – chamada FETUA-3 – que inibe um amplo espectro de toxinas do veneno de cascavel. Eles escolheram a espécie Crotalus atrox porque ela tem mais toxinas de veneno codificadas em sua composição genética do que qualquer outra cascavel conhecida.
“Um bom tratamento para picada de cobra precisa ser capaz de neutralizar os venenos de mais do que apenas uma espécie de cobra”, disse o Dr. Sean Carroll, autor sênior do estudo, professor de Biologia da Universidade de Maryland e vice-presidente de educação científica do Howard Hughes Medical Institute (HHMI).
A proteína FETUA-3 inibiu mais de 20 toxinas que a equipe detectou, disse ele – ligando-se e inibindo as toxinas de venenos de várias outras cascavéis testadas.
“Precisamos aprender mais sobre o quão amplamente a FETUA-3 pode ser aplicada ou se precisará de alguns ajustes adicionais, mas saber que esta proteína pode neutralizar toda uma classe de toxinas aproxima ainda mais os pesquisadores da criação de um antídoto melhor”, disse o professor Sean Carroll.
De acordo com o professor Carroll, a pesquisa da equipe começou com um enigma simples, mas intrigante, que há muito ilude os pesquisadores: como e por que as cobras venenosas são resistentes ao seu próprio veneno?
“É como uma constante corrida armamentista biológica de três vias, onde cada lado está sempre inovando para conquistar o outro”, explicou o pesquisador. “Para sobreviver a uma picada de cobra venenosa, a presa precisa desenvolver resistência ao veneno. Se a presa ficar um pouco resistente, as cobras terão que se ajustar com um veneno melhor. Mas as cobras também foram capazes de se proteger de seu próprio veneno em evolução durante a ‘corrida armamentista’ contra suas presas – e nosso objetivo era descobrir exatamente como.”
A maioria dos venenos de cobra carrega um arsenal de toxinas perigosas que facilitam a paralisia, morte e digestão das presas. Um componente central do veneno da cascavel é uma classe de moléculas chamadas metaloproteinases, que impedem a formação de coágulos sanguíneos, quebrando o tecido e, por fim, causando hemorragia. Para se proteger dessas toxinas, tanto as cobras quanto suas presas dependem de proteínas especiais codificadas em seus genomas que bloqueiam os efeitos debilitantes do veneno.
Os pesquisadores investigaram uma família de cinco proteínas geralmente atribuídas à resistência ao veneno. Inesperadamente, apenas um único membro da família de proteínas tinha a maior parte da atividade de neutralização do veneno -a FETUA-3 – ligando quase todas as toxinas no veneno da diamondbacks ocidental. A proteína também se ligou e inibiu as toxinas dos venenos de várias outras cascavéis.
Depois de rastrear as origens evolutivas do FETUA-3, os pesquisadores ficaram surpresos ao descobrir que, embora o FETUA-3 estivesse presente nos parentes asiáticos e sul-americanos mais próximos da cascavel ocidental, uma proteína diferente da mesma família era responsável por protegê-las contra as toxinas do veneno. Em outras palavras, as cascavéis desenvolveram sua resistência por meio de dois eventos genéticos separados. A descoberta sugere que uma grande mudança evolucionária ocorreu em algum lugar na linha do tempo evolutiva da espécie, fazendo com que a família de inibidores se expandisse e se diversificasse em toda a linhagem Crotalus.
Com esse novo conhecimento, a equipe obteve informações sobre como as situações ecológicas impulsionam a inovação e corridas armamentistas semelhantes em animais como cascavéis e suas presas. Os pesquisadores esperam que suas descobertas expandam a compreensão de como o FETUA-3 e outras proteínas bloqueadoras de toxinas em evolução podem servir como ingredientes para tratamentos mais eficazes contra picadas de cobra.
“Muitos tratamentos atuais que usam tecnologias antiquadas e antivenenos têm desvantagens, incluindo variação ou falta de potência, impurezas que desencadeiam efeitos colaterais e inconsistência de fabricação”, disse a Dra. Fiona Ukken, principal autora do estudo e especialista visitante do Departamento de Biologia da Universidade de Maryland e do HHMI. “Mas, ao melhorar nossa compreensão da base molecular da inibição do veneno, podemos ajudar a criar tratamentos terapêuticos novos e mais eficazes”, concluiu a pesquisadora.
Acesse o artigo científico completo (em inglês).
Acesse a notícia completa na página da Universidade de Maryland (em inglês).
Fonte: Georgia Jiang, Universidade de Maryland.
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