Prospecção de peptídeos neuroativos da peçonha caranguejeira Acanthoscurria paulensis

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Animal, 2012.Aranhas produzem em sua peçonha uma complexa mistura de moléculas, as quais, devido a seus potenciais neurotoxicos, tem despertado o interesse para a prospecção de novos fármacos e pesticidas. No entanto, poucos estudos são realizados com a peçonha de aranhas caranguejeiras, em especial de espécies encontradas no Brasil. O presente estudo teve como objetivo a caracterização da peçonha bruta da aranha caranguejeira Acanthoscurrio poulensis em busca de peptídeos neuroativos, sendo este o primeiro estudo completo realizado com essa peçonha. A peçonha de A. paulensis apresentou um total de 58 frames cromatograficas e 97 massas moleculares distintas, variando de m/z 601,4 a 21.932,3. A dose letal media em camundongos foi de 25,45 ± 2,42 µg/g. Nos ensaios em coração de rã (coração in situ e fatias isoladas de ventrículo), a peçonha bruta e a "fração de baixa massa molecular" (FBMM) promoveram efeitos semelhantes ao do estímulo vagal, os quais foram bloqueados na presença de atropina, um antagonista muscarinico. A fração protéica (FP) da pegonha não apresentou atividade similar nessas preparações. Um peptídeo denominado Ap1a, eluído aos 41% de acetonitrila no fracionamento da peçonha bruta, foi isolado e caracterizado. A seqüência precursora da Apia apresentou um peptídeo sinal e pro-peptídeo contendo 23 e 27 resíduos de aminoácidos, respectivamente, e 48 resíduos de aminoácidos, com seis cisteínas, referentes ao peptídeo maduro. Esse peptídeo, com massa molecular monoisotopica ([M+H]+) de 5.457,79, apresentou de 60 a 84% de identidade com toxinas da família da HWTX-II. Diferentemente do padrão estrutural proposto para essas toxinas, a Ap1a apresentou um arranjo das pontes dissulfeto típico do motivo ICK. A Ap1a induziu um efeito paralítico dependente da dose em lagartas Spodoptero frugiperda, com DE50 de 13,01 ± 4,21 µg/g. No circuito da Fibra Gigante de Drosophilo melonogoster, a Ap1a causou a redução de freqüência e amplitude nas respostas das vias GF-TTM e GF-DLM, indicando uma ação na junção neuromuscular de Drosophilo, a qual e mediada por receptores glutamatergicos. A Apia foi também letal a camundongos (30 mg/animal via intracranial), causando hipermotilidade com movimentos circulares e saltos e crises tônicas generalizadas com status epiiepticus e morte entre 25 e 35 min, sendo esses efeitos semelhantes aos reportados com a administração via i.c.v. de NMDA, um agonista glutamatergico. A Ap1a (1 µM) não alterou a resposta induzida por acetilcolina na preparação com células de rabdomiossarcoma, e seus efeitos foram mínimos nos canais hNav1.2, hNav1.4, hNav1.5 e hNav1.6. Dessa forma, o presente estudo proporcionou a caracterização química e biológica de uma nova molécula neuroativa da peçonha da aranha A. paulensis, com possível ação na neurotransmissao glutamatergica, e também a caracterização da peçonha bruta, mostrando uma grande variedade de compostos que podem ser futuramente estudados visando a melhor compreensão de canais iônicos ou receptores celulares e o desenvolvimento de novos fármacos e pesticidas.Spiders produce in their venoms a complex mixture of molecules which, due to their neurotoxic potential, have raised interest in prospecting new drugs and pesticides. Nevertheless, few studies are carried out with tarantula venoms, especially with species found in Brazil. The present study aimed to characterize the crude venom from Aconthoscurria paulensis tarantula venom in search of neuroactive peptides, being this the first complete study performed with this venom. The venom of A. paulensis presented a total of 58 chromatographic fractions and 97 different molecular masses ranging from m/z 601.4 to 21,932.3. The median lethal dose in mice was 25.45 ± 2.42 |ig/g. On the frog heart assays [in situ and isolated ventricle slices), the crude venom and the "low molecular mass fraction" (LMMF) promoted effects similar to vagal stimulation, which were blocked in the presence of atropine, a muscarinic antagonist. The proteic fraction did not show similar effects on frog heart tissue. A peptide named Apia, eluted with 41% acetonitrile in the crude venom fractionation was isolated and characterized. The Apia showed 48 amino acid residues, with six cysteines, and a precursor sequence showing a signal peptide and pro¬peptide containing 23 and 27 residues, respectively. This peptide, with a monoisotopic molecular mass ([M+H]+) of 5457.79, presented 60 to 84% identity with toxins from the HWTX-II family. Unlike the structural pattern proposed for these toxins, Apia presented an arrangement of disulfide bonds typical of the ICK motif. The Apia induced a dose-dependent paralytic effect in Spodoptera frugiperda caterpillars, with and ED50 of 13.01 ± 4.21 ng/g. In the Drosophilo melonogaster Giant Fiber circuit, Apia has reduced both the amplitude and frequency of responses from GF-TTM and GF-DLM pathways, indicating an action at the Drosophilo neuromuscular junction, which is mediated by glutamatergic receptors. The Apia was also lethal to mice (30 |_ig/animal by intracranial route), causing hypermotility with circular and jump movements and generalized tonic seizures with status epilepticus and death between 25 and 35 min. These effects were similar to those reported with the administration by i.e.v. route of NMDA, a glutamatergic agonist. The Apia (1 yiM) did not alter the response induced by acetylcholine on the rhabdomyosarcoma cells preparation, and it presented minimal effects on hNavl.2, hNavl.4, hNavl.5 and hNavl.6 channels. Thus, this study provided chemical and biological characterization of a new neuroactive molecule from A. paulensis spider venom, with possible action on glutamatergic neurotransmission, and also the crude venom characterization, showing a wide variety of compounds that can be further studied in order to better understanding ion channels or cell receptors and to the design of new drugs and pesticides