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Nova técnica se concentra nos genes que as cobras usam para produzir veneno
Apenas cerca de 10% das cerca de 4.000 espécies de cobras do mundo têm veneno forte o suficiente para ferir seriamente um humano, mas isso é o suficiente para que as picadas de cobra sejam uma importante preocupação de saúde pública.
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Field Museum - 19/09/2024
A víbora da morte comum, uma das cobras mais venenosas do mundo. Crédito: Christopher C. Austin.
Apenas cerca de 10% das cerca de 4.000 espécies de cobras do mundo têm veneno forte o suficiente para ferir seriamente um humano, mas isso é o suficiente para que as picadas de cobra sejam uma importante preocupação de saúde pública. Para ajudar a entender melhor como as cobras produzem seu veneno e como os venenos diferem de uma espécie para outra, os pesquisadores desenvolveram uma nova maneira de se concentrar nos genes que as cobras usam na produção de veneno. O trabalho deles foi publicado no periódico Molecular Ecology Resources .
"Desenvolvemos uma ferramenta que pode nos dizer quais genes produtores de veneno estão presentes em uma família inteira de cobras de uma só vez", diz Sara Ruane, curadora assistente de herpetologia no Negaunee Integrative Research Center do Field Museum e autora sênior do estudo.
Todos os seres vivos contêm DNA, uma molécula que fornece instruções químicas para construir e operar o corpo de um organismo. Essas instruções são chamadas de genoma, e seções menores do genoma são chamadas de genes. O genoma humano , por exemplo, é composto de cerca de 20.000 genes, que contêm instruções para tudo, desde o crescimento celular até a cor dos olhos.
Nas cobras, há milhares de genes envolvidos na produção de veneno, e diferentes espécies de cobras venenosas usam diferentes combinações e versões desses genes para produzir suas toxinas.
"É importante saber o que há no veneno de uma cobra, porque diferentes tipos de veneno fazem coisas diferentes — alguns venenos afetam o sistema nervoso, alguns afetam o sistema circulatório, alguns afetam a função celular", diz Ruane. "Saber o que há em um certo tipo de veneno pode ajudar no desenvolvimento de antídoto para tratar esse tipo de picada de cobra."
Além disso, há compostos em venenos de cobra que são realmente usados no desenvolvimento farmacêutico e na medicina humana — por exemplo, o primeiro medicamento inibidor da ECA para tratar pressão alta foi criado a partir de um composto encontrado no veneno de uma víbora brasileira.
"Você pode aproveitar o poder da morte de forma controlada", diz Ruane.
Como há milhares de genes que produzem veneno e o genoma de cada cobra contém dezenas de milhares de genes, pode ser difícil identificar aqueles presentes para a produção de veneno em uma determinada espécie. Para resolver esse problema, Ruane e seus colegas, liderados pelo primeiro autor do estudo, Scott Travers, desenvolveram uma técnica chamada VenomCap.
VenomCap é um conjunto de sondas de captura de exon, que são grupos de moléculas projetadas para interagir com um grupo específico de genes. VenomCap foi projetado para se ligar a qualquer um dos vários milhares de genes que estudos anteriores mostraram estar envolvidos com a produção de veneno em cobras.
Em vez de ter que sequenciar o genoma inteiro de uma cobra (um processo longo e caro) e vasculhá-lo em busca de mais de 2.000 possíveis genes produtores de veneno, o VenomCap poderia fornecer um meio mais rápido e fácil para os cientistas verem quais desses genes uma cobra possui.
Para testar a capacidade do VenomCap de se ligar aos genes produtores de veneno, os pesquisadores coletaram amostras de tecido de 24 espécies de cobras da família Elapidae, de importância médica, que inclui cobras, mambas e cobras-corais.
Estudos genômicos anteriores já mostraram muitos dos genes produtores de veneno que essas cobras têm, e o VenomCap conseguiu igualar esses resultados, em média, com 76% de precisão. O VenomCap pode ser usado com tecidos coletados anteriormente de qualquer lugar do corpo de uma cobra, em vez de precisar vir diretamente das glândulas de veneno, que é outra técnica frequentemente usada para determinar genes de veneno em cobras.
Como o VenomCap pode ser usado para analisar genes de veneno de espécies individuais em toda a família dos elapídeos (cerca de 400 espécies), pode facilitar para os cientistas estudar as relações entre os estilos de vida dessas cobras e os venenos que elas produzem.
"Digamos que você esteja interessado em algumas espécies de cobras intimamente relacionadas que parecem diferentes umas das outras, vivem em ambientes diferentes e comem coisas diferentes. O VenomCap pode ajudar os cientistas a comparar os venenos que essas cobras produzem, e isso pode ajudar a responder a perguntas mais amplas sobre se os venenos evoluem para corresponder ao estilo de vida das cobras, ou se o estilo de vida delas evolui para corresponder ao veneno que elas produzem", diz Ruane.
Além de lançar luz sobre a evolução das cobras, uma ferramenta como o VenomCap pode fazer a diferença para cientistas que tentam tratar picadas de cobras perigosas .
"A picada de cobra é considerada uma doença negligenciada em escala global. Nos Estados Unidos, não entramos em contato com cobras venenosas com tanta frequência e, quando entramos, temos um tratamento médico extremamente bom — se você for rapidamente ao hospital com uma picada de cobra, é quase certo que não vai morrer", diz Ruane.
"Mas em outras partes do mundo, um hospital pode estar muito longe para ser alcançado a tempo, ou eles podem não ter o tipo certo de antídoto à mão, porque o antídoto é muito escasso. Então, qualquer tipo de trabalho que analise o veneno de cobra e nos ajude a identificar os venenos presentes em diferentes espécies pode ser extremamente importante para fornecer dados básicos para o desenvolvimento de tratamentos eficazes."
Mais informações: VenomCap: Um conjunto de sondas de captura de exon para sequenciamento direcionado de genes de veneno de cobra, Molecular Ecology Resources (2024).
Informações do periódico: Molecular Ecology Resources
