Cientistas desvendam mecanismo do veneno da aranha viúva-negra, entenda potencial para novos tratamentos médicos

outubro 12, 2024

As aranhas do gênero Latrodectus, mais conhecidas como viúva-negra, são um dos aracnídeos mais temidos do planeta. Seu veneno, altamente tóxico, é 15 vezes mais potente do que o de uma cobra cascavel. Agora, cientistas da Universidade de Münster, na Alemanha, deram um passo significativo para entender o mecanismo de ação dessa substância — e como ela pode ser usada na medicina.

Segundo os pesquisadores, o veneno da viúva-negra é formado por sete toxinas diferentes que atacam o sistema nervoso. As chamadas latrotoxinas paralisam especificamente de insetos a crustáceos, mas uma delas, a α-latrotoxina, tem como alvo os vertebrados e, logo, é venenosa para humanos, interferindo na transmissão de sinais no nosso sistema nervoso.

Assim que a α-latrotoxina se liga a receptores específicos das sinapses – os contatos entre células nervosas ou entre células nervosas e músculos –, íons de cálcio fluem descontroladamente para as membranas pré-sinápticas das células de sinalização. Isso induz a liberação de neurotransmissores, desencadeando fortes contrações musculares e espasmos.

Apesar da aparente simplicidade desse processo, há um mecanismo altamente complexo por trás dele. Para entendê-lo melhor, especialistas do Centro de Nanociência Suave da Universidade de Münster, liderados pelos professores Christos Gatsogiannis, do Instituto de Física Médica e Biofísica, e Andreas Heuer, do Instituto de Química Física, usaram microscopia crioeletrônica de alto desempenho (crio-EM) e simulações de computador de dinâmica molecular (MD).

Em comunicado, os especialistas relataram que a toxina sofre uma “transformação notável” quando se liga ao receptor humano. Parte da molécula tóxica forma um pedúnculo que penetra na membrana celular como uma seringa. Como uma característica especial, esse pedúnculo forma um pequeno poro na membrana, que funciona como um canal de cálcio. As simulações de MD revelaram que os íons de cálcio podem fluir então para dentro da célula através de um “portão seletivo”, localizado no lado diretamente acima do poro.

“A toxina imita a função dos canais de cálcio da membrana pré-sináptica de uma forma altamente complexa. Portanto, ela difere em todos os aspectos de todas as toxinas conhecidas anteriormente.”

Professor Christos Gatsogiannis, do Instituto de Física Médica e Biofísica da Universidade de Münster

As novas descobertas, destacam os cientistas, abrem uma ampla gama de aplicações potenciais, já que as latrotoxinas têm um potencial biotecnológico considerável, incluindo o desenvolvimento de antídotos aprimorados, tratamentos para paralisia e novos biopesticidas.

Este estudo é um avanço significativo no campo da biofísica e química, e faz parte de um projeto maior financiado pela Fundação Alemã de Pesquisa (DFG), no âmbito do Centro de Pesquisa Colaborativa “Interfaces Celulares Dinâmicas”. Em trabalhos anteriores, o grupo de pesquisa já havia decifrado a estrutura das latrotoxinas específicas para insetos no veneno da aranha viúva-negra.