Análise transcriptômica da glândula de veneno de loxosceles similis: descoberta de novas toxinas e estudo funcional das loxtox recombinantes s1A e s11A
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Juliana da Silva Martins Pimentel
Daniel Cardoso de Carvalho
Luciana Souza de Oliveira
Luiza Helena Gremski
Daniel Cardoso de Carvalho
Luciana Souza de Oliveira
Luiza Helena Gremski
Resumo
As aranhas-marrons do gênero Loxosceles (Araneae, Sicariidae) ocorrem em regiões tropicais e temperadas ao redor do mundo, sendo responsáveis por acidentes que resultam em loxoscelismo, uma condição reconhecida pela Organização Mundial da Saúde (OMS) como um problema de saúde pública negligenciado. No Brasil, o número de casos tem aumentado, especialmente nas regiões Sul e Sudeste, embora apenas cerca de 23% sejam notificados, o que evidencia falhas nos sistemas de vigilância e diagnóstico. A Loxosceles similis, uma espécie de importância médica, possui ampla distribuição e notável capacidade de adaptação, sendo encontrada tanto em ambientes naturais, como em cavernas e troncos de árvores, quanto em áreas urbanas, incluindo residências. Acidentes geralmente ocorrem quando as aranhas, escondidas em roupas ou calçados, são pressionadas contra o corpo, produzindo picadas inicialmente indolores, cuja dor e sintomas surgem após algumas horas, retardando a procura por atendimento e o início do tratamento adequado. A análise transcriptômica da glândula de veneno de L. similis, realizada por meio de tecnologias de Sequenciamento de Nova Geração (NGS), proporcionou uma visão abrangente do perfil gênico dessa espécie, permitindo identificar grupos de genes expressos e moléculas potencialmente implicadas na toxicidade do veneno. Foram identificadas novas sequências de Loxtox das subfamílias s1A e s11A, além de metaloproteases, hialuronidase, toxinas inseticidas e fosfolipase A₂. As isoformas recombinantes recLoxtox s1A (~34,2 kDa) e recLoxtox s11A (~34,9 kDa) foram expressas e purificadas, permitindo a caracterização funcional de suas atividades biológicas. Além da ação dermonecrótica já conhecida, a recLoxtox s1A apresentou toxicidade em larvas de Tenebrio molitor e sobre vasos sanguíneos da membrana corioalantoide (CAM). Ademais, as toxinas recombinantes apresentaram efeitos sobre a atividade de plaquetas lavadas, sugerindo que sua ação possa envolver vias dependentes de integrinas ou de glicoproteínas de membrana, como o receptor GPVI. A abordagem empregada neste estudo amplia o entendimento sobre a diversidade de toxinas produzidas por aranhas do gênero Loxosceles e fornece subsídios relevantes para pesquisas de cunho evolutivo, biotecnológico e voltadas à saúde pública. As descobertas obtidas revelam uma ampla variedade de toxinas expressas na glândula de veneno de L. similis, indicando uma complexa rede de moléculas envolvidas nos efeitos locais e sistêmicos do envenenamento. Por fim, o estudo aprofunda a compreensão dos efeitos biológicos das toxinas Loxtox e contribui para o desenvolvimento de abordagens experimentais alternativas ao emprego de vertebrados em pesquisas científicas.
Abstract
Brown spiders of the genus Loxosceles (Araneae, Sicariidae) occur in tropical and temperate regions around the world and are responsible for accidents that result in loxoscelism, a condition recognized by the World Health Organization (WHO) as a neglected public health problem. In Brazil, the number of cases has been increasing, especially in the South and Southeast regions, although only about 23% are reported, which highlights flaws in surveillance and diagnostic systems. Loxosceles similis, a species of medical importance, is widely distributed and remarkably adaptable, found in natural environments such as caves and tree trunks, as well as in urban areas, including homes. Accidents usually occur when spiders, hidden in clothing or shoes, are pressed against the body, producing initially painless bites, whose pain and symptoms appear after a few hours, delaying the search for care and the start of appropriate treatment. In this study, transcriptomic analysis of the venom gland of L. similis, performed using Next-Generation Sequencing (NGS), allowed for comprehensive characterization of the main sets of expressed genes and identification of molecules potentially involved in venom toxicity. New Loxtox sequences from the s1A and s11A subfamilies were identified, in addition to metalloproteinases, hyaluronidase, insecticidal toxins, and phospholipase A₂. The recombinant isoforms recLoxtox s1A (~34.2 kDa) and recLoxtox s11A (~34.9 kDa) were expressed and purified, allowing the functional characterization of their biological activities. In addition to its known dermonecrotic action, recLoxtox s1A showed toxicity in Tenebrio molitor larvae and on blood vessels of the chorioallantoic membrane (CAM). Furthermore, the recombinant toxins had effects on the activity of washed platelets, suggesting that their action may involve pathways dependent on integrins or membrane glycoproteins, such as the GPVI receptor. The approach employed in this study broadens our understanding of the diversity of toxins produced by spiders of the genus Loxosceles and provides relevant insights for evolutionary, biotechnological, and public health research. The findings reveal a wide variety of toxins expressed in the venom gland of L. similis, indicating a complex network of molecules involved in the local and systemic effects of envenomation. Furthermore, the study deepens the understanding of the biological effects of Loxtox toxins and contributes to the development of alternative experimental approaches to the use of vertebrates in scientific research.
Assunto
Genética, Aranhas, Picada de Aranha, Loxosceles similis, Venenos de Aranha
Palavras-chave
Loxosceles similis, NGS, Análise transcriptômica, Loxtox, Fosfolipase-D