Atividade Biológica do Veneno de B Othriurus Bonariensis sobre o Sistema Nervoso de Insetos e Mamiferos

Abstract

Os escorpiões são artrópodes quelicerados pertencentes ao Filo Arthropoda, classe Arachnida e ordem Scorpiones. A espécie Bothriurus bonariensis, popularmente conhecida como escorpião preto, apesar de não induzir frequentemente quadros clínicos graves é um escorpião facilmente encontrado no ambiente urbano. Venenos animais têm sido amplamente reconhecidos como uma das principais fontes de moléculas biologicamente ativas. Tendo em vista o amplo espectro de uso destas biomoléculas ativas encontradas em venenos de escorpiões, a caracterização do veneno torna-se interessante não só do ponto vista biotecnológico, mas também ecológico. O objetivo deste trabalho foi analisar a atividade biológica do veneno de B. bonariensis sobre modelos de insetos e mamíferos. A extração do veneno do escorpião B. bonariensis foi realizada através da estimulação elétrica com voltagem de 35 V, diretamente do derradeiro segmento abdominal. A análise por SDS-PAGE foi realizada com duas amostras do estudo, onde a amostra A nas concentrações de 60 μg exibiu uma banda de 50 kDa e a amostra B de 30 μg , precipitada com TCA apresentou sete bandas, que variaram de 250 kDa a 25 kDa. Para análise do bloqueio da junção neuromuscular induzido pelo veneno B. bonariensis in vivo, foi utilizado o modelo experimental de barata, na qual baratas da espécie Nauphoeta cinerea foram previamente anestesiadas por congelamento a -20C, e afixadas na placa de dissecação. Após a dissecação da cutícula, na região metatorácica, o nervo 5 foi exposto e os eletrodos de Ag/AgCl inseridos para a estimulação elétrica. O veneno de B. bonariensis induziu uma paralisia neuromuscular nas preparações neuromusculares nervosas da barata. Para analisar o aumento do influxo de cálcio, foi utilizado o modelo experimental de mamíferos, no qual culturas primarias de hipocampo de ratos foram empregadas. Utilizando imagens de fluorescência para monitorar os níveis de cálcio intracelular, observou-se que o veneno de B. bonariensis induziu um aumento neuronal acentuado na concentração de cálcio intracelular. Como, os receptores de glutamato da junção neuromuscular de insetos são semelhantes ao mamífero subtipo AMPA/Cainato, é possível que o aumento no influxo de cálcio de células do hipocampo possa ser uma modulação direta da liberação de glutamato. Também, o bloqueio neuromuscular induzido pelo veneno em baratas, revelou a presença de toxinas inseticidas. Nesse trabalho, pioneiro com esta espécie de escorpião, é demonstrado o potencial biotecnológico do veneno de B.bonariensis.

Scorpions are chelicerae arthropods belonging the fhylum Arthropoda, Arachinida class and Scorpiones order. The Bothriurus bonariensis species, commonly known as the black scorpion, though not often induce severe clinical conditions is easily found in the urban environment. Animal venoms have been widely recognized as a major source of biologically active molecules. Given the broad spectrum of use of these active biomolecules found in scorpion venoms, the characterization of venoms becomes interesting not only for biotechnological purposes, but also for ecological inferences. The aim of this work was to analyze the biological activity of B. bonariensis venom in insect and mammal models. The B. bonariensis scorpion venom extraction was performed by 35 V electrical stimuli directly in the last abdominal segment. The SDS-PAGE analysis was carried out with two different protein samples. Sample A (60 μg) showed a 50 kDa band and sample B (30 μg), previously precipitated with TCA/Acetone showed seven bands, that varied from 25 kDa to 250 kDa. To analyze the neuromuscular junction blockade induced by the B. bonariensis venom, in vivo experimental procedures using Nauphoeta cinerea cockroaches as model were conducted. Specimens were anesthetized by chilling at -5 °C, and placed onto the dissection plate. After cuticle dissection at the metathoracic region, the nerve was exposed and 5 Ag/AgCl electrodes were inserted for electrical stimuli. The B. bonariensis venom induced in vivo neuromuscular paralysis of cockroach nerve-muscle preparations. In order to analyze the increase of calcium influx in the mammalian model, primary cell cultures of rat hippocampus were used. Calcium images showed increasing intracellular calcium levels in neuronal cells induced by B. bonariensis venom. As, glumate receptors of insect neuromuscular junction are similar to the mammalian AMPA/kainate subtype, thus, it is possible that the increase in calcium influx of hippocampal cells can be a direct modulation of glutamate release, leading to membrane depolarization by increasing Na + influx and calcium concentration rise. In addition, the venom interaction with cockroach neuromuscular junction reveals the presence of insecticides toxins. In this work, pioneer for this scorpion species, we demonstrated the biotechnological potential of B. bonariensis venom.