Avaliação biológica e bioquímica de proteínas de baixa massa molecular presentes nos venenos loxoscélicos

Abstract

Resumo: As aranhas e os homens têm compartilhado os mesmos habitats desde que os seres humanos existem. Elas ocuparam um espaço especial nos mitos e cultura popular, devido aos seus hábitos enigmáticos, seu aspecto físico, seu comportamento predatório e sua aparente potencial letalidade. Contudo, embora sua diversidade biológica e ecológica seja imensa (40.000 espécies descritas e provavelmente mais de 100.000 ainda não descritas), apenas poucas espécies representam um problema médico real. As espécies mais perigosas são: Lactrodectus (viúva negra), Loxosceles (aranha marrom) e Phoneutra (aranha da banana) as quais são responsáveis por casos de envenenamentos severos. Como dado, apenas três generos, Atrax, Lactrodectus e Loxosceles, são reconhecidos como responsáveis por morte em humanos. Devido a potencial capacidade de injúria para humanos e sua particular ocorrência em Curitiba e Região Metropolitana com um problema endêmico, nós tentamos neste trabalho caracterizar bioquimicamente as proteínas de baixa massa molecular no veneno de Loxosceles intermedia e tentamos associa-las a atividades descritas no loxoscelismo. Podemos considerar que 40% do veneno da aranha marrom é composto por proteínas de baixa massa molecular (<15kDa). Pudemos separar estas moléculas dos outros componentes do veneno por cromatografia de baixa pressão. Estes compostos foram classificados em dois grupos diferentes. O primeiro foi caracterizado como peptídeos com massa molecular entre 15-3kDa, sem glicosilação e sem atividade enzimática (denominado pico III). O segundo grupo pode ser caracterizado como substâncias com massas moleculares menores que 1 kDa, e ensaios de espectrometria de massa sugeriram que estas moléculas sejam oligopeptídeos (pico IV). A fim de descrever alguma atividade biológica destas duas classes de moléculas, realizamos ensaios histológicos e farmacológicos. Os ensaios histológicos realizados na pele de coelho demonstraram atividade hemorrágica das proteínas de baixa massa molecular (15-3kDa) e nenhuma atividade dos oligopeptídeos (<1kDa). Os ensaios da atividade geral em campo aberto foram realizados para buscar alguma atividade farmacológica do veneno total e das moléculas de baixa massa. Este teste foi realizado em camundongos usando veneno eletroestimulado (0,5mg/kg and 0,75mg/kg) e amostras representativas do pico III (0,26mg/kg) e do pico IV. Os dados colhidos mostraram que nos cinco parâmetros testados, o veneno alterou quatro. Os componentes do pico III não alteraram nenhum e as substâncias do pico IV alteraram três deles. Todas estas alterações foram no Sistema Nervoso Central causando depressão. Os resultados obtidos neste trabalho são compatíveis com os relatos clínicos dos acidentes loxoscélicos em humanos. E com eles estamos tentando dar informações adicionais para o entendimento, diagnóstico e tratamento no acidente com a aranha marrom. Além do mais os venenos de aranhas podem ser úteis no desenvolvimento de ferramentas biológicas.

Abstract: Spiders and humans have been sharing habitats for as long as humans have existed. They have long held a special place in popular myths and folklore, due to their secretive habits, physical aspect, predatory behavior, and their perceived potential lethality. Nevertheless, although their biological and ecological diversity is immense (c.a. 40.000 described species and probably more than 100.000 not yet described), very few species represent a true medical problem. The most dangerous species are: Lactrodectus (black widows), Loxosceles (brown spider) and Phoneutra (banana spider) which are responsible for many severe envenomation cases. To date, only the three genera Atrax, Lactrodectus and Loxosceles are recognized as responsible for human death. Due to Loxosceles potential harmfulness to humans and its particular occurrence in Curitiba and Metropolitan Region as an endemic problem, we tried in this work to characterize biochemically the low mass proteins on Loxosceles intermedia venom and tried to associate them to biological activities described on loxoscelism. We can considered that 40% of brown spider venom is composed by low mass proteins (<15kDa). We were able to separate them from the other components of venom by low-pressure chromatography. These compounds were classified on two different groups. The first one was characterized as peptides with molecular mass between 15-3kDa, without glycosilation and with no enzymatic activity (named peak III). The second group could be characterized as substances with molecular mass under 1kDa, and mass spectrometric assays suggested that these molecules are oligopeptides. In order to describe some biological activity of these two classes of molecules, we performed histological and pharmacological assays. Histological assays performed on rabbit skin showed some haemorrhagic activity of low mass proteins (15-3kDa) and no activity of oligopeptides (<1kDa). General activity assays on open field was performed to look for some pharmacological activity of crude venom or low mass molecules. We performed this assay on mice using electrostimulated venom (0,5mg/kg and 0,75mg/kg), a pool of peak III (0,26mg/kg) and a pool of peak IV. Data showed that on five parameters tested venom altered four, peak III did not altered anyone and peak IV substances have changed three of them. All these alteration were on Central Nervous System causing depression. The data obtained in this work are compatible with clinical reports on loxoscelism accidents on human. And with them we are trying to give some additional information for understanding, diagnosis and treatment of brown spider accident. Furthermore spider venoms can be useful for development of biotechnological tools.