Toxinas animais: estrutura, função e aplicações biotecnológicas

Resumo

Trabalhos com toxinas animais têm contribuindo significativamente para o desenvolvimento das Ciências Biológicas e Biomédicas. Um estudo amplo envolvendo avaliação de efeitos de peçonhas e suas toxinas sobre diferentes sistemas biológicos, relacionando-os com a estrutura dos componentes ativos, permitirá o desenvolvimento de novas ferramentas experimentais e/ou agentes terapêuticos importantes como neuroprotetores, neurotoxinas, imunomoduladores e fatores coagulantes ou anticoagulantes. Estes estudos poderão também auxiliar na elucidação do quadro clínico desencadeado pelos envenenamentos e no desenvolvimento de uma estratégia terapêutica mais efetiva. Os mecanismos biológicos da intoxicação, ainda que amplamente estudados, demonstram aspectos divergentes em alguns mecanismos pouco explorados. A elucidação dos mecanismos de ação de toxinas que atuam em canais iônicos (Ca2+ e Na l, bem como em receptores e transportadores de L-Glu e GABA, poderá trazer contribuições para a neurociência, visto que estas estruturas estão envolvidas em inúmeras neuropatologias importantes. Na biotecnologia, o emprego de toxinas é inovador na elucidação de receptores e mecanismos de sinalização celulares. Estudos mais abrangentes são requeridos para se obter um melhor entendimento das vias associadas a danos celulares, apoptose, inflamação, necrose e desequilíbrios da hemostasia. O gene COX-2, estritamente envolvido no processo inflamatório, codifica a enzima ciclooxigenase, e esta catalisa a transformação do ácido araquidônico a prostaglandinas. Tendo em vista estas considerações, o presente projeto pretende investigar o comportamento da linhagem celular PC12, no que se refere ao ciclo celular, apoptose e expressão de genes envolvidos na sinalização de danos e processo inflamatório, por meio de PCR em tempo real, frente ao tratamento com diferentes toxinas. A análise das vias de ativação de COX-2 pelo estudo de expressão gênica permitirá um melhor entendimento desta via em resposta ao tratamento com estas toxinas. Adicionalmente será realizada a análise proteômica destas células, para verificar as alterações na síntese protéica induzidas pelas toxinas. O isolamento dos componentes biologicamente ativos será realizado com o uso de técnicas cromatográficas clássicas, como filtração, troca iônica, interação hidrofóbica, bioafinidade e CLAE (fase reversa). Esta etapa do projeto é fundamental para todas as demais a serem desenvolvidas, visto que fornecerá os componentes ativos que serão, juntamente com as peçonhas brutas, os objetos de estudo deste trabalho. Serão também avaliadas as atividades enzimáticas (hialuronidásica, proteolítica, fosfolipásica, nucleotidásica, de L-aminoácido oxidase), atividades biológicas (hemorrágica, miotóxica, edematogênica, coagulante, anticoagulante, ação sobre plaquetas), atividades imunomodulatórias (ações sobre o sistema complemento, atividade antiinflamatória, marcadores Considerando-se o número de peçonhas e seus componentes ativos a serem estudados e os ensaios propostos para a caracterização de seus efeitos e estruturas, pode-se considerar que este é um trabalho multidisciplinar abrangente e promissor. Finalmente, resultados do projeto proposto certamente ampliarão os conhecimentos sobre a relação estrutura/função de toxinas sobre sistemas biológicos, e de suas possíveis aplicações na clínica-médica e na pesquisa básica. (AU)