Estrategias biotecnologicas como tratamentos alternativos nos acidentes escorpionicos
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Dra. Silvia Ligoria Fialho
Dr. Ricardo Andrez Machado de Avila
Dr. Jader dos Santos Cruz
Dr. Valbert Nascimeno Cardoso
Dr. Ricardo Andrez Machado de Avila
Dr. Jader dos Santos Cruz
Dr. Valbert Nascimeno Cardoso
Resumo
O escorpionismo é o acidente por animais peçonhentos mais comum no Brasil, com tendência de aumento devido às mudanças climáticas, especialmente em áreas densamente povoadas. O tratamento atual baseia-se no uso de soros heterólogos produzidos por meio da imunização de cavalos com o veneno bruto de Tityus serrulatus, cuja elevada toxicidade e complexidade de obtenção motivam a busca por estratégias alternativas. Neste projeto, foi desenvolvida uma proteína quimérica recombinante multi-epitópica (TsMEP), composta por dez epítopos lineares de células B provenientes de hialuronidase e de toxinas para canais de sódio dependentes de voltagem, identificados por SPOT-synthesis. A TsMEP demonstrou ser não tóxica, e os anticorpos produzidos em coelhos apresentaram alta reatividade em ELISA frente aos venenos de escorpiões brasileiros (T. serrulatus, T. bahiensis, T. obscurus, T. stigmurus), além de Hadruroides lunatus (Peru) e Androctonus australis hector (Norte da África). Ensaios de neutralização in vitro e in vivo mostraram que os anticorpos anti-TsMEP neutralizaram parcialmente a atividade hialuronidásica do TsV e reduziram sua letalidade em camundongos.
Outro aspecto crítico do escorpionismo é o papel da hialuronidase na disseminação do veneno do local da picada para a corrente sanguínea e órgãos-alvo, intensificando os efeitos neurotóxicos. Como estratégia de primeiros socorros, foi desenvolvido um hidrogel injetável de polimerização in situ, composto por quitosana carboximetilada e ácido hialurônico-aldeído, associado a polifenóis de origem vegetal. A formulação foi projetada para inibir a hialuronidase do veneno de Tityus serrulatus e capturar tanto os complexos veneno-polifenol quanto toxinas livres durante a polimerização. Os resultados demonstraram redução significativa da circulação do veneno e do acúmulo em órgãos-alvo quando o hidrogel foi aplicado 10 minutos após a inoculação do veneno, garantindo 100 % de proteção contra uma dose letal de 2 DL₅₀ do veneno de Tityus serrulatus em camundongos.
Apesar de inovadoras e promissoras, essas abordagens ainda requerem pesquisas adicionais e validações extensas antes de serem implementadas no manejo do escorpionismo.
Abstract
Scorpionism is the most common envenomation-related accident in Brazil, with increasing incidence due to climate change, especially in densely populated areas. Current treatment relies on heterologous antivenoms produced by immunizing horses with crude Tityus serrulatus venom (TsV), but the high toxicity of this immunogen and the challenges of using crude venoms have driven the search for alternative strategies. In this project, we developed a recombinant chimeric multi-epitope protein (TsMEP) derived from ten linear B-cell epitopes of TsV hyaluronidase and voltage-gated sodium channel toxins, identified via SPOT-synthesis. TsMEP was shown to be non-toxic, and antibodies raised in rabbits displayed strong ELISA reactivity against venoms from Brazilian scorpions (T. serrulatus, T. bahiensis, T. obscurus, T. stigmurus) as well as Hadruroides lunatus (Peru) and Androctonus australis hector (North Africa). In vitro and in vivo neutralization assays demonstrated that anti-TsMEP antibodies partially inhibited TsV hyaluronidase activity and reduced lethality in mice.
Another critical aspect of scorpionism is the role of hyaluronidase in facilitating venom spread from the sting site to the bloodstream and target organs, worsening the neurotoxic effects. As a first-aid approach, we developed an injectable in situ polymerizable hydrogel formulation combining carboxymethyl chitosan and aldehyde-modified hyaluronic acid with plant-derived polyphenols. This system was designed to inhibit TsV hyaluronidase activity while capturing TsV-polyphenol complexes and free toxins during polymerization. Our results showed significant reductions in venom circulation and target organ accumulation when the hydrogel was applied 10 minutes after venom injection, providing 100 % protection against a 2 LD₅₀ TsV dose in mice.
While these approaches are innovative and promising, further research and extensive validation studies are required before implementation in scorpionism management.
Assunto
Bioquímica e imunologia, Proteínas Recombianates, Venenos de Escorpião
Palavras-chave
proteina recombinante, TsMEP, hialuronidase, hidrogel, anti-veneno, carboximethil chitosan, acido hialuronico, polifenois
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