Caracterização de toxinas presentes em peçonha de vespas
Ericleison Cardoso Silva
DISSERTAÇÃO
Português
(Broch.)
T/UNICAMP Si38c
Campinas, SP : [s.n.], 2003.
201p. : il.
Orientador: Stephen Hyslo
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas
Resumo: Peçonhas de vespas são capazes de produzir uma variedade de efeitos biológicos, tais como dor, edema, hipotensão, hepatotoxicidade e reações alérgicas. Com a exceção da peçonha da abelha Apis mellifera e de algumas (poucas) espécies de vespas sociais, as peçonhas de himenópteros brasileiros...
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Resumo: Peçonhas de vespas são capazes de produzir uma variedade de efeitos biológicos, tais como dor, edema, hipotensão, hepatotoxicidade e reações alérgicas. Com a exceção da peçonha da abelha Apis mellifera e de algumas (poucas) espécies de vespas sociais, as peçonhas de himenópteros brasileiros têm sido pouco estudadas. Neste trabalho, caracterizamos farmacologicamente as atividades nas peçonhas de três espécies de vespas sociais da família Vespidae (Polybia chrysothorax, Pseudopolybia compressa e Polybia rejecta) e duas espécies de hábitos solitários, da família Scoliidae, do gênero Pypper (pypper sp. 1 e Pypper sp. 2), todas da região nordeste do Brasil. Especificamente, avaliamos a atividade sobre músculo liso (íleo isolado de cobaia), a cardiotoxicidade em coração semi-isolado de barata, e a ação sobre neurotransmissão em nervo sensorial de crustáceo (siri azul, Callinectes danae) e em junção neuromuscular (preparação nervo frênico-diaftagmo) de camundongo. As peçonhas das três espécies sociais contraíram o íleo isolado de cobaia na faixa de 0.001-100 ~g/ml (dependendo da peçonha), com CEso de 0,25 :t 0,05 ~g/ml, 8,75 :t 1,25 ~g/ml e 7,65 :t 1,85 ~g/ml, (média:!:EPM, 1=4) para Polybia chrysothorax, Polybia rejecta e Pseudopolybia compressa, respectivamente. As peçonhas do gênero Pypper eram inativos neste tecido. A pré-incubação dos tecidos com atropina (antagonista dos receptores muscarínicos, 10 J.1M), metisergida (antagonista dos receptores 5-HT2 da serotonina, 10 JlM), e pirilamina (antagonista dos receptores HI da histamina, 10 f.lM) inibiu a atividade contrátil das três peçonhas sociais enquanto que o Hoe-140 (antagonista dos receptores B2 da bradicinina, 1 JlM) não afetou as respostas. Estes resultados indicam que as peçonhas sociais contêm aminas biogênicas (acetilcolina, histamina e serotonina) mas são destituídas de cininas. As três peçonhas (1-100 ~g) mostraram atividade cardiotóxica em coração semi-isolado de barata, sendo que as mais potentes foram P. chrysothorax e P. compressa; as peçonhas do gênero Pypper eram inativas nesta preparação. A investigação dos possíveis mecanismos responsáveis por este efeito através do uso de antagonistas/inibidores indicou que não houve envolvimento de aminas das peçonhas e que a causa mais provável era uma atuação a nível de canais iônicos, especialmente os de sódio e, em grau menor, os de potássio. A dosagem da atividade fosfolipásica das peçonhas mostrou a seguinte ordem de potência: P. chrysothorax/P. compressa> P. rejecta » Pypper spp., porém esta atividade parece contribuir pouco para os efeitos observados uma vez que a indometacina apenas retardou o início da cardiotoxicidade. Na neurotransmissão, as peçonhas de P. chrysothorax e P. compressa (100 Jlg cada) aumentaram a atividade elétrica espontânea (disparo de potenciais de ação) do nervo sensorial de crustáceo de forma semelhante ao efeito causado pela brevetoxina (10-6 M), uma toxina marinha que age no mecanismo de portão do canal de sódio. As peçonhas também inibiram o potencial de ação do nervo em experimentos de "sucrose gap", efeito este que foi abolido pela tetrodotoxina (10-6 M), bloqueador de canais de sódio voltagem-dependentes. Nestes experimentos, as peçonhas de P. rejecta e do gênero Pypper eram inativas. As peçonhas das duas espécies sociais P. chrysothorax e P. compressa (25-100 Jlg/rnl), mas não da social P. rejecta e das solitárias, inhibiram da neurotransmissão em preparações nervo fTênico-diaftagmo de camundongo (tempo para bloqueio de 50% da resposta contrátil: 40 :!: 5 min (n= 3) e 57 :!: 3 min (n= 3), respectivamente, na concentração de 100 Jlg/rnl). Esta inibição era irreversível por lavagem das preparações. As peçonhas sociais também despolarizaram a membrana da fibra muscular e da placa terminal da junção neuromuscular. Estes achados sugerem uma ação pós-sináptica com possível envolvimento pré-sináptico. As três peçonhas produziram alterações morfológicas no músculo do diaftagma compatíveis com a nuonecrose e correlacionada à sua atividade fosfolipásica. O ftacionamento das peçonhas de P. chrysothorax e P. compressa por HPLC em coluna de fase reversa CI8 resultou em vários picos. O principal destes da peçonha de P. chrysothorax foi seqüenciado. A seqüênciaobtida (ARSLLEGLGIRRGSA), indicou que o peptídeo pertence à família de peptídeos conhecidos como pompilitodotoxinas (pMTX), a qual contém duas isoformas, a-PMTX e J3-PMTX, purificados das peçonhas das vespas solitárias Anoplius samariensis e Batozonellus maculifrons, respectivamente. Esta toxina reproduziu a cardiotoxicidade em coração de barata e o bloqueio de neurotransmissão em crustáceos observados para a peçonha de P. chrysothorax. Os resultados deste estudo indicam que as peçonhas investigadas possuem várias atividades biológicas. A demonstração de que as ações cardio e neurotóxicas da peçonha de P. chrysothorax eram devidas em grande parte à presença de uma isoforma de PMTXs sugere que peçonhas de espécies de vespas sociais podem servir de fontes para moléculas com potencial utilidade como inseticidas
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Abstract: Wasp venoms produce a variety of biological effects, including pain, edema, hypotension, hepatotoxicity and allergic reactions. With the exception of bee (Apis mellifera) venom and of a few wasp species, little is known of the toxinology of Brazilian hymenopterans. In this work, we...
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Abstract: Wasp venoms produce a variety of biological effects, including pain, edema, hypotension, hepatotoxicity and allergic reactions. With the exception of bee (Apis mellifera) venom and of a few wasp species, little is known of the toxinology of Brazilian hymenopterans. In this work, we examined the pharmacological activities of venom trom three species of social wasps (Polybia chrysothorax, Pseudopolybia compressa and Polybia rejecta, family Vespidae) and two species of solitary wasps of the genus Pypper (family Scoliidae) found in northeastern Brazil. Specifically, we evaluated the activity on smooth muscle (guinea pig isolated ileum), the cardiotoxicity in cockroach semi-isolated heart, and the action on neurotransmission in crustacean (Callinectes danae, blue crab) sensorial nerve and in mouse phrenic nerve-diaphragm preparations. The venoms ofthe three social species (0.001-100 ~glml, depending on the venom) contracted guinea pig isolated ileum, with ECso of 0.25 ~0.05 ~glrnl, 8.75 :t 1.25 ~glrnl and 7.65 :t 1.85 Ilglrnl (mean~SEM, n=4) for P. chrysothorax, P. rejecta and P. compressa, respectively. The venoms of the two species of Pypper were inactive in this tissue. Pre incubating the tissues with atropine (antagonist of muscarinic receptors, 1 O ~, methysergide (antagonist of serotonin 5-HT 2 receptors, 1 O ~, and pyrilamine (antagonist of histamine HI receptors, 1 O ~ inhibited the contractile activity of the three social venoms, whereas Hoe-140 (antagonist of bradykinin B2 receptors, 1 ~ had no effect on the responses. These results indicate that the social wasp venoms contained amines (acetylcholine, histamine and serotonin) but not kinins. The three venoms (1-100 Jlg) showed cardiotoxicity in cockroach semi-isolated heart, with the most potent being P. chrysothorax and P. compressa; the venoms of the genus Pypper were inactive in this preparation. Investigation of the mechanisms responsible for this effect based on the use of antagonists/inhibitors indicated that there was no contribution by venom amines and that the most probab1e cause was an action involving ion channels, especially sodium channels and, to a lesser degree, potassium channels. The venoms showed the following order of potency for their phospholipase A activity: P. chrysothorax/P. compresas> P. rejecta » Pypper spp. However, this activity contributed little to the observed effects since indomethacin only delayed the cardiotoxicity but did not abolish it. The- venoms of P. chrysothorax and P. compressa (100 Jlg each) increased the spontaneous electrical activity of crustacean sensorial nerve in a manner similar to that observe.d with brevetoxin (5xtO.7 M), a marine toxin that affects thegating mechanism of voltage-dependent sodium channels. These venoms also inhibited sensory nerve action potentials in sucrose gap experiments. This effect was abolished by tetrodotoxin (10-6 M), a blocker of voltage-dependent sodium channels. The venoms of P. rejecta and of the genus Pypper-were inactive in this preparation. The venom of the three social species (25-100 Jlglml), but not the solitary species, inhibited. neurotransmission in mouse phrenic nerve-diaphragm preparations (the time- for 50% blockade of the contractile responses was 40 j: 5 min and 57 j: 3 min for P. chrysothorax and P. compressa, respectively, at 100 Jlglml; n=3 each). This inhibition was irreversible by washing the preparations. The social wasp venoms also depolarized the muscle fiber membrane and tOO terminal endplate of neuromuscular junctions. These observations suggested a possible postsynaptic action for the venoms, with some presynaptic involvement. The three social venoms also produced morphologica1 alterations in muscle that were compatible- with myonecrosis. The- leveI of this damage- correlated with the venom PLA2 activity. The tractionation of P. chrysothorax and P. compressa venoms by RP-HPLC on a CI8 column resulted in several peaks. The main peak of P. chrysothorax venom was sequenced. The sequence obtaine-d (ARSLLEGLGIRRGSA) indicated that the peptide belonged to the family of peptides known as pompilidotoxinas (PMTX), which contains two isoforms, a-PMTX and Jj-PMTX, purified of the venoms of the- soltary wasps Anoplius samariensis and Batozonellus maculifrons, respectively. This toxin reproduced the cardiotoxicity in cockroach heart and the blockade of neurotransmisson in crustacean nerves seen with P. chrysothorax venom. The results of this study indicate that the venoms investigate-d had several biological activities. The demonstration that the cardio- and neurotoxicity of P. chrysothorax venom were largely attributable to the presence of a novel isoform of PMTXs suggests that venom social wasp of species may serve as a source of molecules with potential usefulness as insecticides
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