não deixe sua aparência enganá-lo: dedal-sized, dappled em cores alegres e mole, sapos venenosos na verdade abrigam algumas das neurotoxinas mais potentes que conhecemos. Com um novo artigo publicado na revista Science, os cientistas estão um passo mais perto de resolver um arranhador de cabeça relacionado – como esses sapos evitam se envenenar? E a resposta tem consequências potenciais para a luta contra a dor e o vício.A nova pesquisa, liderada por cientistas da Universidade do Texas em Austin, responde a essa pergunta para um subgrupo de sapos venenosos que usam a toxina epibatidina. Para evitar que os predadores os comam, os sapos usam a toxina, que se liga aos receptores do sistema nervoso de um animal e pode causar hipertensão, convulsões e até morte. Os pesquisadores descobriram que uma pequena mutação genética nas rãs — uma mudança em apenas três dos 2.500 aminoácidos que compõem o receptor — impede que a toxina atue nos próprios receptores das rãs, tornando-os resistentes aos seus efeitos letais. Não só isso, mas precisamente a mesma mudança apareceu de forma independente três vezes na evolução dessas rãs.”Ser tóxico pode ser bom para sua sobrevivência-isso lhe dá uma vantagem sobre os predadores”, disse Rebecca Tarvin, pesquisadora de pós-doutorado na UT Austin e co-primeira autora do artigo. “Então, por que mais animais não são tóxicos? Nosso trabalho está mostrando que uma grande restrição é se os organismos podem evoluir a resistência às suas próprias toxinas. Descobrimos que a evolução atingiu essa mesma mudança exata em três grupos diferentes de sapos, e isso, para mim, é muito bonito.”
existem centenas de espécies de sapos venenosos, cada um dos quais usa dezenas de neurotoxinas diferentes. Tarvin faz parte de uma equipe de pesquisadores, incluindo os professores David Cannatella e Harold Zakon no departamento de Biologia Integrativa, que têm estudado como esses sapos evoluíram resistência tóxica.Durante décadas, pesquisadores médicos sabem que essa toxina, a epibatidina, também pode atuar como um poderoso analgésico não aditivo. Eles desenvolveram centenas de compostos a partir da toxina das rãs, incluindo um que avançou no processo de desenvolvimento de drogas para testes em humanos antes de ser descartado devido a outros efeitos colaterais.A nova pesquisa-mostrando como certas rãs venenosas evoluíram para bloquear a toxina, mantendo o uso de receptores que o cérebro precisa — dá aos cientistas informações sobre a epibatidina que poderiam eventualmente ser úteis no design de drogas como novos analgésicos ou drogas para combater o vício em nicotina.”Cada pedaço de informação que podemos reunir sobre como esses receptores estão interagindo com as drogas nos dá um passo mais perto de projetar melhores drogas”, disse Cecilia Borghese, outra Co-primeira autora do artigo e pesquisadora associada no Waggoner Center for Alcohol and Addiction Research da Universidade.

Crédito: Rebecca Tarvin/Universidade do Texas, em Austin.
alterar o bloqueio
um receptor é um tipo de proteína do lado de fora das células que transmite sinais entre o exterior e o interior. Os receptores são como fechaduras que ficam fechadas até encontrarem a chave correta. Quando uma molécula com a forma certa aparece, o receptor é ativado e envia um sinal.O receptor que Tarvin e seus colegas estudaram envia sinais em processos como aprendizado e memória, mas geralmente apenas quando um composto que é a “chave” saudável entra em contato com ele. Infelizmente para os predadores das rãs, a epibatidina tóxica também funciona, como uma poderosa chave esquelética, no receptor, sequestrando células e desencadeando uma perigosa explosão de atividade.Os pesquisadores descobriram que sapos venenosos que usam epibatidina desenvolveram uma pequena mutação genética que impede que a toxina se ligue aos seus receptores. Em certo sentido, eles bloquearam a chave esqueleto. Eles também conseguiram, através da evolução, manter um caminho para a chave real continuar a funcionar, graças a uma segunda mutação genética. Nas rãs, a fechadura tornou-se mais seletiva.A maneira como o bloqueio mudou sugere possíveis novas maneiras de desenvolver drogas para combater doenças humanas.Os pesquisadores descobriram que as mudanças que dão resistência às rãs à toxina sem alterar o funcionamento saudável ocorrem em partes do receptor próximas, mas nem sequer tocam na epibatidina. Borghese e Wiebke Sachs, um estudante visitante, estudaram a função dos receptores humanos e sapos no laboratório de Adron Harris, outro autor no papel e Diretor Associado do Waggoner Center.”O mais empolgante é como esses aminoácidos que nem estão em contato direto com a droga podem modificar a função do receptor de maneira tão precisa”, disse Borghese. O composto saudável, continuou ela, “continua funcionando como de costume, sem nenhum problema, e agora o receptor é resistente à epibatidina. Isso para mim foi fascinante.Compreender como essas pequenas mudanças afetam o comportamento do receptor pode ser explorado por cientistas que tentam projetar drogas que atuam sobre ele. Como o mesmo receptor em humanos também está envolvido na dor e na dependência da nicotina, este estudo pode sugerir maneiras de desenvolver novos medicamentos para bloquear a dor ou ajudar os fumantes a quebrar o hábito.Trabalhando com parceiros no Equador, os pesquisadores coletaram amostras de tecido de 28 espécies de sapos — incluindo aquelas que usam epibatidina, aquelas que usam outras toxinas e aquelas que não são tóxicas. Tarvin e seus colegas Juan C. Santos, da St. John’s University, e Lauren O’Connell, da Stanford University, sequenciaram o gene que codifica o receptor específico em cada espécie. Ela então comparou diferenças sutis para construir uma árvore evolutiva representando como o gene evoluiu.Isso representa a segunda vez que Cannatella, Zakon, Tarvin e Santos têm desempenhado um papel na descoberta de mecanismos que impedem as rãs de se envenenarem. Em janeiro de 2016, a equipe identificou um conjunto de mutações genéticas que eles sugeriram que poderiam proteger outro Subgrupo de sapos venenosos de uma neurotoxina diferente, batracotoxina. A pesquisa publicada este mês foi construída sobre sua descoberta e conduzida por pesquisadores da Universidade Estadual de Nova York em Albany, confirmando que uma das mutações propostas pela UT Austin protege esse conjunto de sapos venenosos da toxina.
o outro co-autor do artigo é Ying Lu da UT Austin.
este artigo foi republicado a partir de materiais fornecidos pela Universidade do Texas em Austin. Nota: o material pode ter sido editado para comprimento e conteúdo. Para mais informações, entre em contato com a fonte citada.