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segunda-feira, 6 de junho de 2022

 

Estudo revela evidências de que bactérias podem viver em venenos de cobras e aranhas

cobra venenosa
Crédito: Pixabay/CC0 Public Domain

Uma pesquisa recém-publicada liderada pela Northumbria University mostra que, ao contrário do que se acredita, o veneno de cobras e aranhas é na verdade povoado de micróbios, incluindo bactérias que podem causar infecção em pessoas que sofreram uma mordida.

Por décadas, os cientistas pensaram que o  animal é um ambiente totalmente estéril devido ao fato de estar cheio de substâncias antimicrobianas – materiais que podem matar bactérias.

No entanto, novas evidências científicas de pesquisas lideradas pelo professor associado de ciências celulares e moleculares da Northumbria University, Sterghios Moschos, e o biólogo de veneno Steve Trim, fundador e CSO da empresa de biotecnologia Venomtech, mostraram que esse não é o caso.

O trabalho, publicado hoje na revista científica Microbiology Spectrum , demonstra como os microrganismos são adaptáveis. O estudo fornece fortes evidências genéticas e culturais de que as bactérias podem não apenas sobreviver nas glândulas de veneno de várias espécies de cobras e aranhas, mas também podem sofrer mutações para resistir ao líquido notoriamente tóxico que é o veneno.

As descobertas também sugerem que as vítimas de mordidas de animais venenosos podem, portanto, também precisar ser tratadas para infecções, não apenas antiveneno para combater as toxinas depositadas através da mordida.

Desafiando o dogma da esterilidade do veneno

Procurando preencher uma lacuna na pesquisa, Dr. Moschos e colegas investigaram o veneno de cinco  . "Descobrimos que todas  que testamos tinham DNA bacteriano em seu veneno", explicou o Dr. Moschos.

"As ferramentas de diagnóstico comuns falharam em identificar essas bactérias corretamente - se você estivesse infectado com elas, um médico acabaria lhe dando os antibióticos errados, potencialmente piorando as coisas.

"Quando sequenciamos seu DNA, identificamos claramente as bactérias e descobrimos que elas sofreram mutações para resistir ao veneno. Isso é extraordinário porque o veneno é como um coquetel de antibióticos, e é tão denso com eles que você pensaria que a bactéria não resistiria. uma chance. Eles não apenas tiveram uma chance, eles fizeram isso duas vezes, usando os mesmos mecanismos", acrescentou o Dr. Moschos.

"Também testamos diretamente a resistência de Enterococcus faecalis, uma das espécies de bactéria que encontramos no veneno de cobras cuspideiras, ao próprio veneno e comparamos com um isolado hospitalar clássico: o isolado hospitalar não tolerou o veneno em todos, mas nossos dois isolados cresceram alegremente nas maiores concentrações de veneno que pudemos jogar neles."

Implicações para o tratamento clínico

2,7 milhões de lesões relacionadas a mordidas venenosas ocorrem anualmente, predominantemente na África, Ásia e América Latina. Destes, acredita-se que 75% das vítimas desenvolverão infecções em tecidos danificados por toxinas de veneno, sendo a bactéria Enterococcus faecalis uma causa comum de doença.

Anteriormente, pensava-se que essas infecções eram uma consequência de ter uma  da mordida, em oposição às bactérias causadoras de infecções que vieram do próprio veneno.

Os pesquisadores dizem que seu estudo mostra a necessidade de os médicos considerarem o tratamento de vítimas de picada de cobra não apenas para destruição de tecidos, mas também para infecção, o mais rápido possível.

Steve Trim, da Venomtech, acrescentou: "Ao explorar os mecanismos de resistência que ajudam essas  sobreviver, podemos encontrar maneiras inteiramente novas de atacar  , potencialmente através da engenharia de peptídeos de veneno antimicrobianos".


Explorar mais

Vídeo: O chem-hiss-try do veneno de cobra

sábado, 21 de dezembro de 2019

Bonitos, mas mortais: esses mamíferos são venenosos!

Quando a maioria de nós pensa em animais peçonhentos, provavelmente imaginamos criaturas de sangue frio - répteis como víboras ou cobras, aranhas mortais ou talvez um peixe tropical enfeitado com espinhos doloridos. Mas existem alguns mamíferos peçonhentos que também merecem reconhecimento por seu armamento químico.
 
Alguns exemplos mais famosos incluem o ornitorrinco masculino - com suas esporas torturantes e injetáveis ​​de veneno - e algumas espécies de musaranho - pequenos mamíferos que comem insetos com uma toxina paralítica na saliva. No entanto, existem outros representantes venenosos entre as criaturas difusas e de sangue quente que são menos familiares e um tanto inesperadas.

Solenodon

Solenodonte hispaniolano (Solenodon paradoxus). Foto cedida por Wikimedia Commons

O solenodonte parece que alguém pegou uma musaranho despenteada e explodiu até o tamanho de um rato grande. De fato, esses animais formam uma família (Solenodontidae) que fica na mesma ordem que inclui "insetívoros", como toupeiras, musaranhos e ouriços. Os animais noturnos são incrivelmente velhos, tendo se separado de seus parentes menores e mais bonitos, pouco antes dos dinossauros serem extintos. Hoje, apenas duas espécies permanecem no Caribe, altamente ameaçadas e encontradas em Cuba e Hispaniola.
  Pesando até um quilo ou dois, os solenodontes são grandes o suficiente para comer pequenos vertebrados como sapos ou lagartos, mas comem principalmente coisas como insetos e minhocas, que caçam aconchegando-se ao longo da serapilheira com seus focinhos cônicos e sensíveis.
Seu veneno é semelhante ao de seus parentes musaranhos, originando uma glândula salivar aumentada em sua mandíbula e infiltrando-se por sulcos profundos em seus incisivos. O veneno parece ter efeitos neurológicos agudos, como o de uma cobra marinha ou uma cobra coral, causando paralisia e respiração difícil em pequenos animais. Não se sabe se o veneno evoluiu para subjugar a presa ou se é usado na competição entre os solenodontes.

Morcego-vampiro

Foto cedida por Wikimedia Commons
Sim, morcegos vampiros são tecnicamente venenosos. De um modo geral, os animais peçonhentos são definidos por sua capacidade de introduzir uma toxina com impactos fisiológicos marcados - produzidos em uma glândula - no corpo de outra criatura, ferindo-a com uma parte do corpo especializada para a liberação dessa toxina. Os morcegos-vampiros muito discutem essa definição.
Os morcegos compõem uma subfamília distinta (Desmodontinae) de morcegos de nariz de folha do Novo Mundo que evoluíram para beber sangue roubado de outros vertebrados. Existem três espécies, mas a mais frequentemente encontrada e mais fortemente adaptada à alimentação de sangue é o morcego-vampiro comum ( Desmodus rotundus ), nativo da América Central e do Sul.
 
Esses parasitas astutos recolhem sangue de mamíferos grandes, muitas vezes dormindo, usando um conjunto de dentes afiados no bisturi para fazer um pequeno corte. À medida que lambem o sangue, eles incentivam mais a fluir livremente, introduzindo compostos anticoagulantes especiais em sua saliva na ferida. São esses promotores de sangramento que tornam os morcegos vampiros venenosos. É também por isso que muitos biólogos consideram animais como carrapatos e mosquitos - que usam anticoagulantes similares - também venenosos.

Loris lento


Estranhamente, também existem primatas venenosos. As oito espécies de loris lentos ( Nycticebus ) - pequenos animais noturnos relacionados ao lêmure que vivem nas florestas tropicais do sudeste asiático - parecem empregar uma mordida venenosa. No entanto, seu sistema de veneno é totalmente único no reino animal.
 
Ao contrário de todas as outras espécies venenosas, o loris lento produz os ingredientes do veneno em duas regiões completamente diferentes do corpo.
 
Loris lentos criam uma secreção da glândula braquial, perto da axila. Eles lambem esse local, transferindo a secreção para a boca, onde combina com saliva e ativa, fazendo um coquetel venenoso.
 
As mordidas loris lentas são notoriamente dolorosas e demoram a cicatrizar, mas também podem ser fatais (mesmo em humanos) ao induzir choque anafilático. Um dos principais componentes do veneno é semelhante a um alérgeno na caspa de gatos, o que pode explicar por que alguns indivíduos mordidos sofrem efeitos menores, enquanto outros têm uma resposta alérgica perigosa.
 
Não se sabe se o veneno é usado principalmente como defesa contra predadores ou na guerra de loris contra loris. Loris lentos geralmente lutam e mordem um ao outro, geralmente com efeitos notavelmente graves.

Peçonhento ... talvez?


Existem alguns mamíferos em que o júri ainda não divulgou sua natureza venenosa. Um deles é o rato-guará ( Lophiomys imhausi ) - um grande roedor da África Oriental coberto de pêlos compridos, esponjosos e absorventes. O rato habitualmente mastiga a casca da árvore Acokanthera schimperi e depois esfrega a saliva em seus estranhos pêlos. A árvore contém toxinas mortais, que o rato-guará usa para se proteger contra predadores.
 
Os possíveis agressores ficam com a boca cheia de cabelos desagradáveis ​​e cheios de toxinas. Os infelizes predadores imediatamente se arrependem de sua decisão, pois as toxinas resultam em menor coordenação, espuma na boca e até colapso e morte. Ratos-guará esticam a definição de venenoso emprestando suas toxinas de outro organismo, e seus cabelos não causam ferimentos, mas vale a pena notar seu caso especial.
 
Embora seja difícil saber com certeza a partir de evidências fósseis se algum mamífero extinto era venenoso, há várias pistas que sugerem que, pelo menos em mamíferos primitivos e primitivos, o veneno era generalizado. As esporas do tornozelo parecem ser comuns em mamíferos primitivos, como os "gobiconodontes", um grupo de mamíferos da era dos dinossauros com uma marcha extensa e parecida com um réptil. Se esses esporões liberaram veneno ou não, é desconhecido, mas, dado o uso do ornitorrinco hoje, parece provável que uma proporção considerável deles o tenha feito.

domingo, 26 de agosto de 2018

O que torna o chumbo venenoso?

Lead metal
James St. John/Flickr/CC BY 2.0  
As pessoas usam o chumbo em suas vidas diárias há muito tempo. Os romanos faziam pratos de estanho e canos para a água de chumbo. Enquanto o chumbo é um metal muito útil, também é venenoso. Os efeitos do envenenamento da lixiviação de chumbo em líquidos podem ter contribuído para a queda do império romano. A exposição ao chumbo não terminou quando a tinta à base de chumbo e a gasolina com chumbo foram eliminadas. Ele ainda é encontrado na eletrônica de revestimento de isolamento, cristal de chumbo, baterias de armazenamento, no revestimento de algumas mechas de velas, como certos estabilizadores de plásticos e na soldagem. Você está exposto a quantidades mínimas de chumbo todos os dias.

O que faz chumbo venenoso

O chumbo é tóxico principalmente porque substitui preferencialmente outros metais (por exemplo, zinco, cálcio e ferro) em reações bioquímicas. Ele interfere com as proteínas que causam certos genes para ligar e desligar, deslocando outros metais nas moléculas. Isso altera a forma da molécula de proteína de tal forma que ela não pode executar sua função. A pesquisa está em andamento para identificar quais moléculas se ligam ao chumbo. Algumas das proteínas conhecidas por serem afetadas pelo chumbo regulam a pressão arterial (que pode causar atrasos no desenvolvimento de crianças e pressão alta em adultos), produção de heme (que pode levar à anemia) e produção de espermatozoides (possivelmente implicando chumbo na infertilidade) . O chumbo desloca o cálcio nas reações que transmitem impulsos elétricos no cérebro, o que é outra maneira de dizer que diminui sua capacidade de pensar ou lembrar de informações.

Nenhuma quantidade de chumbo é segura

Paracelsus foi um autoproclamado alquimista em 1600 e foi pioneiro no uso de minerais em práticas médicas. Ele acreditava que todas as coisas têm facetas curativas e venenosas. Entre outras coisas, ele acreditava que o chumbo tinha efeitos curativos em doses baixas, mas o monitoramento da dosagem não se aplica ao chumbo. 

Muitas substâncias são não-tóxicas ou mesmo essenciais em quantidades vestigiais, ainda que venenosas em quantidades maiores. Você precisa de ferro para transportar oxigênio em seus glóbulos vermelhos, mas muito ferro pode matar você. Você respira oxigênio, mas novamente, muito é letal. O chumbo não é como esses elementos. É simplesmente venenoso. 

A exposição ao chumbo de crianças pequenas é uma preocupação principal, pois pode causar problemas de desenvolvimento, e as crianças se envolvem em atividades que aumentam sua exposição ao metal (por exemplo, colocar coisas na boca ou não lavar as mãos). Não há limite mínimo de exposição segura, em parte porque o chumbo se acumula no corpo. Existem regulamentações governamentais relativas a limites aceitáveis ​​de produtos e poluição, porque o chumbo é útil e necessário, mas a realidade é que qualquer quantidade de chumbo é demais.

segunda-feira, 2 de abril de 2018

Adaptados ao ambiente urbano, escorpiões se proliferam e picam cada vez mais

segunda-feira, 16 de outubro de 2017

O veneno que vem do céu
 
Pulverização aérea de agrotóxicos, monocultivos, UCs e assentamentos da Reforma Agrária
Silvia Beatriz Adoue leciona na Escola Nacional Florestan Fernandes, é professora doutora na UNESP/Araraquara, parecerista da Revista Acadêmica Multidisciplinar Urutágua (UEM) e da Revista Eletrônica Espaço Acadêmico.
14/10/2017
Imagem de GPS para ver a distribuição da fazenda, a estação ecológica e o assentamento
 
Em 11 de outubro, das 10 h às 13 h, houve pulverização no monocultivo de mandioca na fazenda "Brinco de Ouro", no município de Ubirajara-SP, na divisa com o município de Gália-SP. A operação afeta o assentamento da reforma agrária "Luiz Beltrame" e a estação agroecológica Caetetus "Olavo Amaral Ferraz". O assentamento e a estação agroecológica, em Gália, lindam com o campo pulverizado. O fato alarmou duplamente os assentados, já que aconteceu no momento em que as crianças da comunidade se deslocavam para as escolas que frequentam em Ubirajara, e o avião fazia manobras acima do assentamento. .

Com 1.273 ha, o assentamento "Luiz Beltrame" é composto por 77 famílias. Há nele 27 unidades que produzem com sistema agroflorestal (SAF) e 100 ha já estão destinadas à produção agroecológica e orgânica.  Parte da área pertencia antigamente à fazenda "Portal do Paraíso", que foi declarada improdutiva e, em 2012, e foi arrecadada pelo Instituto Nacional de Colonização e Reforma Agrária (INCRA)[1]. Outra parte era a antiga fazenda "Santa Fé". Então, famílias que durante 4 anos vinham ocupando e sendo despejadas para a beira da estrada, entraram na sede da fazenda.

Na época, a Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB), agência do estado para monitoramento ambiental, resistia a outorgar o licenciamento para instalação de assentamento da reforma agrária na área, por lindar com a estação ecológica. O fazendeiro e candidato a deputado federal pelo Partido Ecológico Nacional (PEN) Ivan Cassaro chegou a iniciar um processo judicial para impedir a constituição do assentamento, também com o argumento da proximidade com a estação ecológica[2].

A área da estação ecológica é é de 2.178 ha, localizada entre nos municípios de Gália e Alvilândia-SP, e também foi parte da fazenda "Paraíso", pertencente a Olavo Amaral Ferraz, foi desapropriada em 1976 para constituir a Reserva Estadual de Gália. Em 1987, a reserva florestal foi transformada numa modalidade específica de  Unidade de Conservação (UC) que exige vigilância ambiental severa, sob proteção integral: a estação ecológica[3]. O seu gestor é o Instituto Florestal. A unidade possui 83% de cerrado e 17% de mata atlântica[4]. Com riqueza em espécies ameaçadas, como o mico-leão-dourado[5].

A pulverização aconteceu sobre um plantio de mandioca. A empresa que controla a fazenda possui também terras em Goiás e Mato Grosso. Dedicados ao gado em condições de terra improdutiva, os empresários sentiram-se ameaçados pelas ocupações de sem terra que disputam a área, e então retiraram o gado e plantaram 100 alqueires de mandioca. A fazenda já vai pelo segundo ciclo de plantio.

A situação é paradigmática. São os assentados os que dão a voz de alarme frente a agressão à área que precisa ser preservada. O esforço da comunidade de "Luiz Beltrame" combina a produção de alimentos livres de veneno com a preservação e expansão do bioma, por meio dos SAFs. Isto é, a reforma agrária, contrariando os prognósticos, tornou-se garantia não só de proteção, mas também de ampliação da abundância no território. Enquanto isso, e lançando mão de uma espécie nativa e que em princípio não teria impacto negativo no ambiente, o agronegócio age com efeito destrutivo da natureza e coloca em risco os habitantes da região.

Destruída a mata para formar pastagem, com terra compactada, mesmo o plantio de mandioca, por ser realizado em grande escala, exige a utilização de veneno para se tornar rentável. Os povos da floresta, que habitaram esse território por pelo menos 2.500 anos, disseminaram a espécie em toda a região. A mandioca e outros tubérculos foram de grande importância para preservar e expandir a abundância no território. Mas o seu modo de plantio em nada parece com o do agronegócio. Em primeiro lugar, porque os povos plantam mandioca no que modernamente se chama de cultivos consorciados e não como monocultivo. Em segundo lugar, porque a rotação de cultivos não permite o esgotamento de uma área. Essas práticas, próprias dos povos da floresta da região, aprendida na caboclagem, hoje também está sendo aprendida pelos assentados da reforma agrária.

O povo encurralado e empobrecido pela colonização, agora na forma do agronegócio, exige passagem. Para defender o território da escassez e a morte.

terça-feira, 22 de agosto de 2017

Veneno de vespa na guerra contra superbactérias
Pesquisadoras da Unesp assinam artigo em revista internacional
Assessoria de Comunicação e Imprensa
22/08/2017

Vespa Polybia dimorpha, que produz a molécula que pode vir a ser um poderoso antibiótico

Cientistas brasileiros estão olhando com carinho para a vespa Polybia dimorpha, que habita o cerrado brasileiro. Na receita do veneno do inseto há um ingrediente que pode estar parte da resposta para um dos problemas mais importantes de saúde global: a guerra contra as superbactérias.

Quando entra em contato com a célula bacteriana, esse ingrediente –um peptídeo, molécula que pode ser sintetizada quimicamente– fura a parede celular, causando dano estrutural grande o suficiente para matar os micróbios.

Sabendo desse potencial, pesquisadores do Instituto Butantan, da UnB e da Unesp resolveram investigar se o peptídeo –batizadao de polydim-1, em homenagem à vespa– seria eficaz contra bactérias resistentes a múltiplos antibióticos.

Cientistas brasileiros estão olhando com carinho para a vespa Polybia dimorpha, que habita o cerrado brasileiro. Na receita do veneno do inseto há um ingrediente que pode estar parte da resposta para um dos problemas mais importantes de saúde global: a guerra contra as superbactérias.
Quando entra em contato com a célula bacteriana, esse ingrediente –um peptídeo, molécula que pode ser sintetizada quimicamente– fura a parede celular, causando dano estrutural grande o suficiente para matar os micróbios.

Sabendo desse potencial, pesquisadores do Instituto Butantan, da UnB e da Unesp resolveram investigar se o peptídeo –batizadao de polydim-1, em homenagem à vespa– seria eficaz contra bactérias resistentes a múltiplos antibióticos.

O mais provável é que a razão evolutiva para uma vespa desenvolver esse tipo de molécula não é o de matar as bactérias de sua presa, e sim destruir as próprias células da vítima. Felizmente, ao menos no caso da P. dimorpha, esse peptídeo parece não ser tão nocivo para mamíferos.
Para testar o potencial antissuperbactéria do polydim-1, foram usadas amostras provenientes de pacientes que tiveram infecções severas e que estavam armazenadas na biblioteca de microbiologia do Centro Universitário de Brasília (Uniceub). O resultado é animador, diz Marisa Rangel, do Butantan.
"Sem dúvida foi a molécula mais promissora com a qual eu trabalhei até agora. Observamos uma atividade especialmente grande em bactérias que apresentam mecanismos de resistência. "
Mesmo com o ótimo desempenho in vitro (e bons indicativos de testes anteriores in vivo), ainda não dá para comemorar. Até a molécula virar remédio, se isso realmente acontecer, outros fatores entrarão em jogo, como o interesse de indústria farmacêutica em bancar testes em seres humanos.
E há motivos para que isso não ocorra. Um deles é o custo para sintetizar uma molécula dessas, muito maior que aquele dos antibióticos clássicos –ou seja, uma única dose para humanos poderia custar milhares de reais.

Uma alternativa seria tentar simplificar a molécula, tirando alguns dos seus 22 aminoácidos, o que baratearia a síntese. Outra opção é mudar o processo de fabricação e usar fungos modificados geneticamente na produção.
Apesar das dificuldades, é uma briga que vale a pena, pelo menos de acordo com um apelo recente da Organização Mundial de Saúde. Em fevereiro, a entidade pediu que esse combate fosse uma prioridade.

Se um grupo de bactérias é exposto a um antibiótico, o esperado é que elas morram. Algumas, porém, encontram artifícios para sobreviver, apesar da condição desfavorável. Quando proliferam, as descendentes herdam essa característica, formando uma linhagem resistente.
O processo se repete com diferentes tipos de antibiótico e aparecem as bactérias multirresistentes. Daí a crítica ao uso indiscriminado e incorreto na criação de animais e em humanos, por exemplo.
"Perdi recentemente meu tio para uma infecção com duas bactérias multirresistentes. É uma história que se repete, você dá o coquetel de antibiótico, mas a pessoa não aguenta nem com o remédio nem com as bactérias –e a maioria morre e ninguém fala disso", diz a pesquisadora. "Nos últimos 40 anos só surgiram três novas classes de antibióticos. Estamos perdendo a guerra", lamenta.

HISTÓRIA
Uma das maiores descobertas da humanidade aconteceu na década de 1920, quando o escocês Alexander Fleming descobriu a penicilina, molécula produzida por fungos do gênero Penicillium.
Com esse conhecimento, passou a ser mais fácil tratar infecções bacterianas. Mas, conforme o uso de antibióticos crescia e outras moléculas eram adicionadas ao arsenal terapêutico, começaram a surgir linhagens de bactérias resistentes.

A penicilina foi disponibilizada comercialmente em 1943, mas desde 1940 já havia sido identificada uma linhagem de bactérias do gênero Staphylococcus resistente à droga. Mais de 70 anos depois, o panorama é mais ou menos o mesmo e, para cada antibiótico lançado, há pelo menos uma linhagem bacteriana resistente a ele.
O estudo de Marisa e colaboradores foi publicado na revista "Plos One".
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ASSASSINO DE BACTÉRIAS

Cientistas estudam veneno de vespa que pode se tornar um poderoso antibiótico
ORIGEM
Ao estudar o veneno da vespa Polybia dimorpha, cientistas viram que ali poderia haver candidato a antibióticos. A 'culpada' é uma molécula batizada de polydim-I, em homenagem à vespa
FABRICAÇÃO
Como o veneno é composto por várias moléculas, os cientistas tiveram de produzi-la em pequena escala no laboratório em um processo de síntese química para fazer os testes
TESTE
Em laboratório, foram feitos testes com uma série de linhagens de bactérias resistentes a múltiplos antibióticos e a molécula teve performance superior a drogas convencionais
Vespa
EXPLICAÇÃO
Segundo os pesquisadores, a molécula formaria uma espécie de buraco na membrana das bactérias, impedindo que ela mantenha suas funções e prolifere
SEGURANÇA
Já foram feitos testes com camundongos, mostrando que a droga, além de tratar infecções, aparentemente não faz mal para as células de mamíferos
PERSPECTIVA
A ideia dos pesquisadores é aperfeiçoar a molécula e seu método de síntese para que ela possa ser testada em humanos e combata as infecções hospitalares por bactérias multirresistentes

Assinam o artigo pela Unesp as pesquisadoras do Laboratório de Estudos em Peptideos do Departamento de Química e Ciências Ambientais do Câmpus de São José do Rio Preto: a doutoranda Danubia Batista Martins e a professora Marcia Perez dos Santos Cabrera, responsável pelo Laboratório.



Contatos:
Marcia Perez dos Santos Cabrera
cabrera.marcia@gmail.com
marciap@ibilce.unesp.br


Laboratório de Estudos em Peptideos
Departamento de Química e Ciências Ambientais
Unesp de São José do Rio Preto
17-3221-2289

terça-feira, 9 de maio de 2017

Pesquisadores descrevem ação de molécula mais potente que a toxina botulínica

09 de maio de 2017

 
Pesquisadores descrevem ação de molécula mais potente que a toxina botulínica Encontrada no veneno de serpentes cascavéis, a crotoxina é capaz de paralisar músculos por tempo prolongado, além de apresentar ação anti-inflamatória, analgésica, antitumoral e imunomoduladora ( foto: cascavel/Wikimedia Commons)

  
Karina Toledo | Agência FAPESP – Encontrada no veneno de serpentes cascavéis (Crotalus durissus), a crotoxina é uma molécula que já apresentou em experimentos laboratoriais potencial para ser usada como anti-inflamatório, analgésico, antitumoral, imunomodulador e até mesmo como um paralisante muscular mais potente que a toxina botulínica.


Porém, para que esse potencial terapêutico possa ser transformado em fármacos, é preciso antes compreender em detalhes como a crotoxina interage com as células humanas. Avanços importantes nesse campo de estudo foram apresentados por pesquisadores brasileiros em artigo publicado na revista Scientific Reports, do grupo Nature.

“Nós sugerimos um novo arranjo estrutural da molécula e também um modelo para explicar seu efeito tóxico sobre o sistema nervoso. Essas informações podem ajudar outros pesquisadores a desenhar compostos sintéticos com estrutura e atividade semelhantes às das regiões da crotoxina que despertam interesse farmacológico”, afirmou Carlos Fernandes, pesquisador do Instituto de Biociências (IBB) da Universidade Estadual Paulista (Unesp) em Botucatu.

O trabalho foi realizado durante o pós-doutorado de Fernandes, com apoio da FAPESP e supervisão do professor do IBB-Unesp Marcos Roberto de Mattos Fontes.

“A crotoxina é considerada um heterodímero, ou seja, um complexo formado por duas proteínas diferentes: a CA, que não é tóxica e não tem ação enzimática, e a CB, uma fosfolipase responsável pelo efeito neurotóxico”, explicou Fontes, que há pelo menos uma década investiga o mecanismo de ação da molécula com apoio da FAPESP.

Em 2008, o grupo descreveu na revista Proteins a estrutura tridimensional da proteína CB isolada.
Por meio de uma técnica conhecida como cristalografia por difração de raios X – que consiste em cristalizar a proteína e observar como esse cristal difrata a radiação emitida sobre ele –, os pesquisadores da Unesp descobriram que, quando não está conectada à CA, a CB tende a se aglomerar em grupos de quatro, formando o que os cientistas chamam de tetrâmeros. Nesse arranjo, entretanto, a proteína apresenta uma menor ação neurotóxica do que quando associada à CA.
Poucos anos depois, um grupo da França publicou no Journal of Molecular Biology a estrutura cristalográfica do complexo formado por CA e CB. No entanto, algumas regiões importantes de CB ficaram escondidas por CA no modelo cristalográfico, entre elas as três apontadas na literatura científica como farmacologicamente ativas: a porção N-terminal (os primeiros resíduos de aminoácido da cadeia), a C-terminal (os últimos resíduos) e o sítio catalítico (onde a reação enzimática ocorre).

“Esse trabalho refutou nossa hipótese de que a CB isolada se organizava em tetrâmeros, criando um impasse no meio acadêmico”, contou Fontes.
O grupo da Unesp decidiu então investigar o arranjo estrutural do complexo proteico em solução, ou seja, em um meio líquido. Essa condição é mais parecida com a que a molécula é encontrada na natureza.
Para isso, combinaram cinco diferentes técnicas biofísicas: calorimetria de titulação isotérmica, espectroscopia de fluorescência, dicroísmo circular, espalhamento de luz dinâmico e espalhamento de raios X a baixo ângulo.

A investigação contou com a colaboração de pesquisadores do Instituto de Física (IF) da Universidade de São Paulo (USP), da Faculdade de Filosofia Ciências e Letras de Ribeirão Preto (USP), do Instituto de Ciências Biológicas da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) e da Fundação Ezequiel Dias (Funed), de Belo Horizonte (MG).

“Pelas análises calorimétricas observamos que as moléculas de CB isoladas em um recipiente encontravam-se em tetrâmeros, mas, à medida que íamos injetando a CA no meio, os tetrâmeros se dissociavam e as duas proteínas se uniam para formar os heterodímeros”, contou Fernandes.
A observação foi confirmada usando o espalhamento de luz dinâmico e o espalhamento de raios X a baixo ângulo, técnicas que permitem medir o tamanho das moléculas, explicou Fontes. “Ao medir o diâmetro, conseguimos confirmar que a CB isolada forma um tetrâmero, a CA forma um monômero e as duas juntas, um dímero”, disse.

Já a fluorescência, como explicou Fontes, permite descobrir as partes da molécula que estão expostas ao solvente (água, no caso da pesquisa). A análise revelou que na interface entre CA e CB encontram-se quatro resíduos do aminoácido triptofano. Dois desses resíduos estão localizados bem na entrada do sítio catalítico de CB – fechando o acesso à região da proteína responsável pelo efeito biológico. Já a região N-terminal de CB fica exposta ao solvente mesmo quando a proteína está ligada à CA.

“Segundo a hipótese que montamos com base nessas análises, duas das regiões tóxicas da CB ficam praticamente bloqueadas pela CA quando estão na forma de heterodímero. Mas, ao chegar perto da membrana celular, a CB consegue se ligar ao tecido pela porção N-terminal. Isso faz com que a CA se solte do complexo, possibilitando que as outras regiões ativas de CB – o sítio catalítico e a C-terminal – também consigam se ligar à membrana, desencadeando o efeito neurotóxico”, afirmou Fernandes.

Membrana pré-sináptica

Embora seja capaz de se ligar à membrana de qualquer célula do corpo humano, a crotoxina afeta especialmente a chamada membrana pré-sináptica – localizada na junção entre os músculos e os nervos.

De acordo com Cristiano Oliveira, pesquisador do IF-USP e coautor do artigo, a molécula é considerada um dos principais agentes paralisantes do veneno da cascavel e tem sido estudada em modelos animais para o tratamento de estrabismo por apresentar efeito mais duradouro que o da toxina botulínica.

“Estudos anteriores com animais indicaram que a crotoxina tem ação anti-inflamatória, antitumoral e analgésica. Também é possível que tenha aplicação estética. Mas faltava descobrir de que forma ela atua. Nós estamos descrevendo um possível mecanismo de ação, um passo importante para chegar ao desenvolvimento de fármacos”, comentou Oliveira.

Segundo Fernandes, a descoberta também abre caminho para a busca de compostos capazes de inibir a ação da crotoxina, que seriam úteis para aumentar a eficácia do soro antiofídico.
O artigo “Biophysical studies suggest a new structural arrangement of crotoxin and provide insights into its toxic mechanism” pode ser lido em: https://www.nature.com/articles/srep43885.

sexta-feira, 21 de abril de 2017

Espinhos repletos de veneno

Glândula situada na extremidade das cerdas produz secreção tóxica da lagarta-de-fogo
RODRIGO DE OLIVEIRA ANDRADE | ED. 254 | ABRIL 2017

© EDUARDO CESAR
Lonomia obliqua, responsável por 500 casos de intoxicação por ano no Brasil
Lonomia obliqua, responsável por 500 casos de intoxicação por ano no Brasil

É no ápice das cerdas que recobrem o dorso das lagartas-de-fogo que se encontra a glândula responsável pela produção de seu veneno, um coquetel de toxinas que em contato com a pele humana pode causar sérios problemas de saúde e, em casos extremos, matar. A identificação da célula produtora de veneno da taturana Lonomia obliqua resulta do trabalho de pesquisadores do Instituto Butantan, em São Paulo. Sob a coordenação da bióloga Diva Denelle Spadacci-Morena, do Laboratório de Fisiopatologia, eles analisaram as cerdas da lagarta com o auxílio de um microscópio eletrônico de varredura, capaz de ampliar a imagem dezenas de milhares de vezes, e identificaram a existência de uma célula responsável pela produção da peçonha.

Há algum tempo se sabe que outras lagartas, como as taturanas do gênero Automeris, possuem uma glândula de veneno em seus pelos. Mas havia dúvida sobre o que se passava com as lagartas-de-fogo, que já foram qualificadas popularmente de assassinas por causa dos acidentes fatais. Antes da equipe do Butantan, outros pesquisadores também investigaram as cerdas da Lonomia. Como não encontraram a glândula, inferiram que o veneno devia ser produzido no interior do corpo da taturana — para eles, as cerdas funcionariam apenas como tubos que transportam a secreção para fora.

Além de identificar a célula produtora de toxina, os pesquisadores do Butantan constataram que o veneno, depois de produzido, fica armazenado na extremidade dos pelos. “Um leve esbarrão é o suficiente para romper a ponta e liberar o líquido”, diz Diva, primeira autora do artigo que descreveu o achado em setembro de 2016 na revista Toxicon. Curiosamente, não são todas as cerdas que produzem a peçonha, um líquido de cor alaranjada. Alguns dos pelos liberam hemolinfa, um fluido esverdeado responsável pelo transporte de nutrientes pelo corpo da lagarta.

Comum nas propriedades rurais do Sul do Brasil, essas taturanas podem alcançar 6 centímetros de comprimento. Elas são os exemplares imaturos (larva) de uma mariposa marrom, cujas asas, quando abertas, lembram uma folha seca. As lagartas nascem de ovos depositados em troncos e folhas das árvores e passam por seis estágios de desenvolvimento até se transformarem na mariposa adulta. Como larva, vivem em grupos de mais de 80 indivíduos, que, apesar das cerdas verdes, costumam ser confundidos com a casca das árvores. É nessas situações que ocorrem os acidentes mais graves.

© EDUARDO CESAR
Extraídas com uma tesoura, as cerdas da taturana são depois maceradas e liberam o extrato usado na produção do soro antilonômico no Instituto Butantan
Extraídas com uma tesoura, as cerdas da taturana são depois maceradas e liberam o extrato usado na produção do soro antilonômico no Instituto Butantan

Pequenas quantidades do veneno provocam, já nos primeiros minutos, queimaduras na pele, inchaço local e um leve mal-estar. Em grandes quantidades, no entanto, a peçonha pode desencadear depois de alguns dias distúrbios hemorrágicos e até insuficiência renal. “Nesses casos, se não for tratado, o indivíduo começa a sangrar pelo nariz e pela gengiva e a perder sangue pela urina”, explica o entomólogo Roberto Moraes, um dos autores do estudo da Toxicon. Uma proteína específica do veneno, a Lopap, altera a coagulação sanguínea e facilita a ocorrência de hemorragias.

Relatos de acidentes com a Lonomia começaram a surgir em fins dos anos 1980, sobretudo no norte do Rio Grande do Sul. À época, cerca de 300 pessoas se feriram somente em Passo Fundo, onde a lagarta é mais comum. Ao todo, por ano, são registrados no Brasil cerca de 500 acidentes. Por causa da gravidade dos casos, pesquisadores do Laboratório de Imunoquímica do Instituto Butantan, sob coordenação do imunologista Wilmar Dias da Silva, iniciaram, em 1994, a produção de um soro neutralizador do veneno. A médica Fan Hui Wen, responsável pelo Laboratório de Artrópodes do Butantan, coordena atualmente a produção desse antídoto, elaborado a partir de um extrato das cerdas da lagarta, que, depois de purificado, é injetado em cavalos. Todos os anos o Butantan recebe de agricultores cerca de 3 mil lagartas, quantidade que permite produzir 10 mil ampolas do soro, o suficiente para atender os acidentes que ocorrem no país.

Projeto
 
Identificação e caracterização das toxinas com atividade hemolítica da lagarta Lonomia obliqua e da glândula produtora das toxinas: Estudo bioquímico e morfológico (nº 01/07643-7); Modalidade Auxílio à Pesquisa – Regular; Pesquisadora responsável Ida Sigueko Sano Martins (Instituto Butantan);
Investimento R$ 127.423,13.

Artigo científico
 
SPADACCI-MORENA, D. D. et al. The urticating apparatus in the caterpillar of Lonomia obliqua (Lepidoptera: Saturniidae). Toxicon. 1º set. 2016.

sexta-feira, 23 de setembro de 2016

Por que os escorpiões agora preocupam

Número de casos de envenenamento cresceu 600% em 15 anos
EVERTON LOPES BATISTA | ED. 247 | SETEMBRO 2016

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© EDUARDO CESAR
O escorpião-amarelo, causador da maioria dos acidentes graves
O escorpião-amarelo, causador da maioria dos acidentes graves
Dezenas de caixas de plástico empilhadas do piso ao teto em uma sala climatizada de uma ala nova do biotério do Instituto Butantan abrigam cerca de 5 mil exemplares vivos de Tityus serrulatus, o escorpião-amarelo, a espécie que mais causa envenenamento em pessoas no país. Técnicos e pesquisadores do laboratório de artrópodes transitam entre as caixas com cuidado, mas sem receio, para alimentar os animais com baratas e grilos, retirados diariamente de um estoque de milhares de insetos mantido nas salas ao lado.
Os escorpiões – tanto o amarelo quanto os de outras espécies – são mantidos ali com duas finalidades. A primeira é a produção do soro usado para neutralizar a ação do veneno – ou peçonha—, cada vez mais importante em vista do aumento de quase 600% no número de acidentes e mortes causados por esses animais nos últimos 15 anos. Esse aumento é o resultado da expansão urbana sobre áreas antes ocupadas por matas, do acúmulo de lixo e entulho que atraem insetos que servem de alimento, e da capacidade desses animais de se adaptarem a ambientes variados, de florestas úmidas até desertos. De acordo com os registros do Ministério da Saúde, os escorpiões provocaram a maior parte dos acidentes com animais peçonhentos no país, com 74.598 casos registrados, e causaram mais mortes (119) que as serpentes (107), em 2015 (ver gráfico).
A segunda finalidade é a pesquisa dos efeitos – muitas vezes inesperados – do veneno de escorpiões no organismo humano. “O conhecimento sobre os componentes do veneno e seus efeitos ainda tem lacunas”, afirma a médica Fan Hui Wen, gestora de projetos do Butantan, que acompanha a produção de soro contra picadas de escorpiões. “Algumas espécies estão causando acidentes com manifestações clínicas diferentes das que até agora eram conhecidas.”
Em um estudo publicado neste mês de setembro na revista Toxicon, pesquisadores da Fundação de Medicina Tropical, de Manaus, apresentaram o provável primeiro registro de um caso de acidente classificado como grave, com espasmos musculares e alterações neurológicas, causado por Tityus silvestris, uma espécie comum na Amazônia, em geral associada a acidentes sem gravidade. Um homem de 39 anos, com problemas no fígado causados por hepatite B – estava à espera de um transplante –, foi picado no cotovelo e no ombro enquanto dormia em sua casa na periferia de Manaus. Três horas depois, chegou ao hospital da Fundação Medicina Tropical relatando apenas dor e parestesia (formigamento) na região da picada, no braço esquerdo.
Em duas horas, porém, o homem apresentou dificuldade para respirar, taquicardia, hipertensão e espasmos musculares. O quadro se agravou. Ele foi internado em uma unidade de terapia intensiva, recebeu soro e outros medicamentos e foi liberado apenas sete dias depois. “Esse caso indica que o quadro clínico pode se complicar independentemente da espécie que causa o envenenamento”, diz o farmacêutico bioquímico Wuelton Marcelo Monteiro, pesquisador da fundação e um dos responsáveis pelo estudo. “Ainda há poucos trabalhos sobre as consequências e a variação dos efeitos dessa espécie de ampla distribuição geográfica na Amazônia.”
Entre as cerca de 160 espécies de escorpião encontradas no Brasil, apenas 10 causam envenenamento em seres humanos. De modo geral, o veneno – formado por proteínas, enzimas, lipídeos, ácidos graxos e sais – age sobre o sistema nervoso, causando dor intensa e dormência muscular no local da picada. Com menor frequência se observam efeitos sistêmicos como vômitos, taquicardia, hipertensão arterial, sudorese intensa, agitação e sonolência. A dificuldade de respirar caracteriza os quadros mais graves, verificados principalmente em crianças. As picadas por Tityus obscurus, comum na região amazônica, podem causar também efeitos neurológicos, com espasmos, tremores e uma sensação de choque elétrico. “Como o veneno escorpiônico pode ser rapidamente absorvido na corrente sanguínea”, diz o pediatra Fábio Bucaretchi, professor da Faculdade de Ciências Médicas da Universidade Estadual de Campinas (FCM-Unicamp), “as manifestações clínicas indicativas de envenenamento grave se iniciam em geral nas primeiras duas horas após a picada”.
Em um estudo amplo, publicado em 2014 na Toxicon, Bucaretchi e outros pesquisadores examinaram 1.327 casos de acidentes com escorpiões atendidos no Hospital de Clínicas da Unicamp de 1994 a 2011. Nesse levantamento, predominaram os acidentes apenas com reações locais (79,6%) e sistêmicas, com vômitos, sudorese e alterações no ritmo cardíaco (15,1%). A chamada picada seca – sem sinais de envenenamento – respondeu por 3,4% do total de casos analisados, enquanto os casos mais graves, com risco de morte, foram de 1,8%. “Todos os casos graves e o único caso letal ocorreram em crianças com idade menor que 15 anos”, diz Bucaretchi.
A maioria dos acidentes provocados por animais identificados foi atribuída ao escorpião-preto, Tityus bahiensis (27,7%), e ao amarelo (19,5%), normalmente o principal causador de acidentes e, neste estudo, responsável pelas ocorrências mais graves. O escorpião-amarelo inquieta também em razão de sua capacidade de adaptação ao ambiente urbano e ao tipo de reprodução. As fêmeas dessa espécie conseguem se reproduzir sozinhas, sem precisar de machos, por meio de um processo conhecido como partenogênese; cada ninhada pode resultar em até 30 filhotes.
© EDUARDO CESAR
Fêmea de escorpião-amarelo com filhotes após se reproduzir sozinha, por partenogênese
Fêmea de escorpião-amarelo com filhotes após se reproduzir sozinha, por partenogênese
Em laboratório
“Os estudos com a peçonha de Tityus serrulatus ajudam a entender o quadro de envenenamento, direcionam a produção de melhores antivenenos e possibilitam a descoberta de novas drogas terapêuticas”, explica a biomédica Manuela Berto Pucca, contratada como professora em julho deste ano pela Faculdade de Medicina da Universidade Federal de Roraima (UFRR).
Em seu pós-doutorado na Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo (FCF-RP-USP), ela isolou duas toxinas, chamadas Ts6 e Ts15, do veneno do escorpião-amarelo. Em testes in vitro, as duas toxinas inibiram tanto a proliferação de um grupo de células brancas do sangue, os linfócitos T, quanto a produção de uma citocina – molécula de comunicação do sistema imune – conhecida como interferon-gama. De acordo com esse trabalho, publicado em fevereiro deste ano na Immunology, essa propriedade poderia qualificar as duas toxinas como candidatas a medicamentos contra doenças autoimunes. “Os testes já estão sendo realizados e se apresentaram promissores”, diz ela.
Sob orientação do médico José Elpidio Barbosa, professor da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FM-RP) da USP, Manuela desenvolveu um anticorpo monoclonal humano (produzido a partir de técnicas de clonagem de DNA), que deteve a ação do veneno do escorpião- -amarelo em testes em células e em modelos animais (camundongos). Com base nos resultados, os pesquisadores propuseram o uso do anticorpo como uma alternativa ao soro usado atualmente contra picadas de escorpiões. Segundo ela, uma das principais limitações do novo anticorpo é o custo de produção, estimado em R$ 3 mil por ampola.
“Queremos melhorar o antídoto, mas também procuramos por novos medicamentos que possam surgir de moléculas isoladas do veneno”, diz a química Fernanda Portaro, pesquisadora do Butantan. Ela e sua equipe e colegas de outros laboratórios do instituto isolaram e estão caracterizando dois compostos extraídos do veneno: um com ação pró-inflamatória e outro com atividade analgésica. “O veneno dos escorpiões é como uma orquestra executando uma sinfonia, em que cada elemento tem uma função específica, sobre os músculos, o sistema nervoso ou o coração”, afirma a bióloga Daniela Carvalho, da equipe de Fernanda.
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Prevenção
Estima-se em 2,5 bilhões o número de pessoas em áreas de risco para escorpiões no mundo e em 1,2 milhão os casos anuais de envenenamento, com 3.500 mortes, causadas essencialmente pela demora em buscar o atendimento médico. “Os casos fatais podem ser evitados quando se busca ajuda médica com urgência e o tratamento é iniciado logo após o acidente”, ressalta Fan Hui Wen, do Butantan.
Depois de apresentar as salas dos escorpiões, ela mostra, em outra sala, a extração feita de modo manual. Cada animal recebe um choque elétrico de baixa intensidade na cauda e, em resposta, solta uma pequena gota esbranquiçada de veneno. É preciso manter uma grande população de escorpiões porque os animais não resistem a mais de cinco extrações induzidas por choque elétrico, explica Denise Candido, bióloga responsável pela extração de venenos dos escorpiões.
Os animais provêm de hospitais (em geral as pessoas os levam após picadas para identificação), de centros de controle de zoonoses ou de expedições dos próprios pesquisadores, e só entram na linha de produção após passarem por uma quarentena, que elimina aqueles com eventuais doenças. Depois, o método usado para produção de soros é o mesmo usado contra picadas de serpentes e aranhas: o veneno é diluído e aplicado nos cavalos da fazenda São Joaquim, no município de Araçariguama. Os 850 cavalos produzem anticorpos contra o veneno, que depois são extraídos de seu sangue para formar o soro, em um processo que leva de seis a oito meses. Segundo Hui, o Ministério da Saúde necessita de 80 mil ampolas de soro antiescorpiônico por ano, produzido no Butantan, no Instituto Vital Brasil, no Rio de Janeiro, e na Fundação Ezequiel Dias, em Minas Gerais.
“É muito importante prevenir acidentes, limpando os terrenos que possam abrigar escorpiões e evitando o acúmulo de lixo”, recomenda Bucaretchi, da Unicamp. Os especialistas consideram de baixa eficácia uma estratégia adotada em cidades do interior paulista e noticiada nos últimos meses: a criação de galinhas nos quintais de casas ou em condomínios. A razão é simples: apesar de serem predadores naturais dos artrópodes, as galinhas têm hábitos diurnos e os escorpiões são animais noturnos.
No passado, as soluções eram ainda mais inusitadas. No início da década de 1950, os moradores de Ribeirão Preto, então com uma população de quase 80 mil pessoas (hoje são cerca de 600 mil), usaram dois inseticidas hoje proibidos, o benzeno hexaclorado (BHC) e o diclorodifeniltricloroetano (DDT), para deter uma infestação de escorpiões – cerca de 10 mil foram capturados em banheiros, quartos de dormir, cozinhas e quintais de 1949 a 1951, de acordo com um relato na American Journal of Tropical Medicine and Hygiene. Havia campanhas em rádios e jornais, palestras em escolas, pontos de coleta espalhados pela cidade e um prêmio, promovido pelo prefeito, para o estudante que coletasse o maior número de escorpiões.
Projetos
1. Estudo das toxinas Ts6 e Ts15 do escorpião Tityus serrulatus como potenciais drogas terapêuticas para o tratamento de doenças autoimunes (nº 2012/12954-6);Modalidade Bolsa de Pós-doutorado; Pesquisadora responsável Eliane Candiani Arantes – Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (FCF-RP) da Universidade de São Paulo 
(USP); Beneficiária Manuela Berto Pucca;Investimento R$ 235.699,44.
2. Análise do potencial tóxico de proteases e peptídeos presentes no veneno do escorpião Tityus serrulatus e do poder neutralizante dos antivenenos comerciais: Aprimorando o conhecimento do veneno e seu mecanismo de ação (nº 2015/15364-3);Modalidade Auxílio à Pesquisa – Regular; Pesquisadora responsável Fernanda Calheta Vieira Portaro – Instituto Butantan; Investimento R$ 97.681,32.
Artigos científicos

SILVA, T. L. da. The scorpion problem in Ribeirão Preto, São Paulo, Brazil. Notes on epidemiology and prophylaxisAmerican Journal of Tropical Medicine and Hygiene. 1, n. 3, p. 508-13. 1952.