Uma mordida de uma viúva negra pode
ser fatal para humanos. A estrutura exata do veneno do nervo não era
clara, mas o Prof. Christos Gatsogiannis do Instituto de Física Médica e
Biofísica da Universidade de Münster investigou a substância - não apenas por
causa de sua singularidade, mas também com vistas a possíveis aplicações
médicas. Usando cryo-EM, e em colaboração com Gatsogiannis ' ex-colegas
do Instituto Max Planck em Dortmund e com pesquisadores da Jacobs University
Bremen, a equipe de pesquisadores de Münster conseguiu explicar a primeira
estrutura de uma latrotoxina. As descobertas da equipe já foram publicadas
no Nature
Communications Journal.
As neurotoxinas são provavelmente
conhecidas por muitos não especialistas - na forma de botox, que é frequentemente
usado em cirurgia estética. O veneno da Viúva Negra, entretanto, tem tudo
menos um efeito "embelezador": o LaTX foi desenvolvido pela natureza
principalmente para imobilizar insetos - ou simplesmente matá-los
imediatamente. No processo, as toxinas atracam em receptores específicos
na superfície das células nervosas e fazem com que os neurotransmissores sejam
liberados, por exemplo, através de um canal de cálcio. Como resultado do
influxo constante de íons de cálcio na célula, são emitidos transmissores que
levam a convulsões.
Esse mecanismo é o que distingue as
latrotoxinas de todas as outras variantes das chamadas toxinas formadoras de
poros. "Apesar dos estudos abrangentes realizados ao longo de muitos
anos, não sabíamos a estrutura dessas toxinas", diz
Gatsogiannis. "Por esse motivo, não fomos capazes de entender o
mecanismo ativo preciso." A ajuda foi fornecida na forma de
microscopia crioeletrônica, ou crio-EM, para abreviar. Por meio desse
método tridimensional, as biomoléculas agora podem ser "fotografadas"
até a resolução atômica. No processo, os complexos de proteínas no etano
líquido são congelados a 196 graus negativos, em milissegundos, em uma fina
camada de gelo amorfo, uma forma de água sólida. Centenas e milhares de
imagens são então capturadas, mostrando diferentes visões das proteínas e,
desta forma,
Usando cryo-EM, e em colaboração
com pesquisadores do Instituto Max Planck em Dortmund e da Jacobs University
Bremen, a equipe de pesquisadores de Münster conseguiu explicar a primeira
estrutura de uma latrotoxina. "A estrutura geral do LaTX é única e
diferente em todas as formas possíveis de todas as outras toxinas
conhecidas", diz Gatsogiannis. Os novos insights são fundamentais
para a compreensão do mecanismo molecular da família LaTX e abrem caminho para
possíveis aplicações médicas - bem como para o desenvolvimento de um antídoto
eficiente. Além disso, esses insights sobre toxinas específicas de insetos
podem abrir novas oportunidades para pesticidas. Para pesquisas futuras,
no entanto, é essencial entender como exatamente a toxina é inserida na
membrana, ou seja, na superfície da célula. "
O maior obstáculo a esses planos é
o fato de que o crio-EM ainda não está disponível na área de Münster. O
Prof. Gatsogiannis e sua equipe querem mudar isso: "A importância prática
para a pesquisa médica é imensa", diz o Dr. Minghao Chen, o principal autor
do estudo agora publicado, "já que 'função' está diretamente ligada à
'estrutura' em um contexto biológico. Mas o método é altamente complexo e
requer uma infraestrutura ultramoderna. " A equipe de pesquisa
planeja apresentar esse método inovador em breve no novo prédio de pesquisa da
Universidade de Münster, o Center for Soft Nanoscience (SoN).
Fonte:
Materiais fornecidos pela University of Münster .