Formas surpreendentes pelas quais os bichos podem avançar na pesquisa
Muitos de nós têm medo ou repulsa de “minibeasts”, como insetos e aranhas. Costumamos ver essas criaturas como pragas, mas essas pequenas criaturas podem guardar o segredo para melhorar a saúde e as terapias. Neste recurso do Spotlight, explicamos como três “rastros assustadores” podem revolucionar a pesquisa em saúde.
Os seres humanos sempre tiveram uma relação de amor e ódio com criaturas, que tendem a fascinar e a repulsa-nos em igual medida.
Um estudo publicado em 2017 e coberto em Notícias médicas hoje descobriram que o medo humano de rastejar assustador pode ser “estampado” em nossos cérebros e que podemos ter essa desconfiança de criaturas, como aranhas, mesmo na infância.
No entanto, insetos, aracnídeos e outras criaturas também fascinam os humanos – talvez porque sejam muito diferentes de nós. Afinal, as borboletas podem provar com os pés, as aranhas podem “ouvir” através dos pelos pequenos das pernas, e um verme cortado ao meio pode regenerar a “cauda” do corpo.
Escritores e outros artistas vêm investigando o mundo dos insetos há centenas de anos, admirando o que encontraram lá.
O poeta e pintor do século XVIII William Blake estava tão impressionado com criaturas minúsculas que, uma vez, supostamente, pensou ter visto o fantasma de uma pulga em seus sonhos, que passou a pintar.
O autor da virada do século, Franz Kafka, por outro lado, construiu a famosa repulsa que muitas pessoas experimentam ao encontrar bugs em seus amados lares, escrevendo a história “A Metamorfose”.
Nesta história, o personagem principal, Gregor Samsa, acorda uma manhã sem se sentir como ele. Ele se tornou “ungeheures Ungeziefer”, que traduzido aproximadamente do alemão significa “praga assustadora” – um inseto arrepiante.
Porém, pesquisas recentes sugerem que os bichos são fascinantes e merecem ser estudados não apenas por causa de sua “aparência sobrenatural” ou por causa de seu relacionamento com seres humanos e outras espécies.
Esses minibeasts podem realmente ter muito o que ensinar e oferecer no contexto da pesquisa clínica. Neste recurso do Spotlight, examinamos como três rastejantes assustadores podem mudar a cara da saúde e da terapia médica.
A síndrome do intestino irritável (SII) refere-se a um grupo coexistente de sintomas gastrointestinais, incluindo diarréia e dor abdominal que podem afetar gravemente a qualidade de vida de uma pessoa. Segundo dados publicados em 2014, aproximadamente 11% da população do mundo vive com IBS.
Em 2016, pesquisadores da Universidade de Adelaide, na Austrália, da Universidade Johns Hopkins, em Baltimore, MD, e de outras instituições colaboradoras encontraram um novo alvo em potencial para o tratamento da dor relacionada ao IBS – no veneno de aranha.
Mais especificamente, a equipe descobriu que as toxinas produzidas por uma espécie de tarântula, Heteroscodra maculate, foram capazes de ativar uma proteína (canal iônico), NaV1.1, presente nos nervos intestinais que enviam sinais de dor.
Os pesquisadores acreditavam que essa descoberta poderia levar a tratamentos mais direcionados para a dor da SII. E, de fato, em 2018, os membros da equipe inicial publicaram um novo estudo relatando que haviam encontrado uma maneira de bloquear o sinal de dor em modelos de rato do IBS.
Também em 2018, pesquisadores da Universidade de Queensland e do Instituto Florey de Neurociência e Saúde Mental – ambos na Austrália – concentraram-se nas propriedades terapêuticas de um peptídeo presente no veneno de aranha: Hm1a.
A equipe, liderada pelo Prof. Glenn King da Universidade de Queensland, conseguiu usar o Hm1a para ativar seletivamente o NaV1.1 em modelos de camundongos da síndrome de Dravet, uma forma grave de epilepsia. Ao fazer isso, os pesquisadores foram capazes de eliminar convulsões nos ratos tratados com a molécula de veneno de aranha.
“Aranhas matam suas presas através de compostos de veneno que atingem o sistema nervoso”, observa o co-autor do estudo, Prof. Steven Petrou.
“Milhões de anos de evolução refinaram o veneno de aranha para atingir especificamente determinados canais de íons, sem causar efeitos colaterais em outros, e os medicamentos derivados dos venenos de aranha mantêm essa precisão”, continua o professor Petrou, argumentando que as descobertas atuais de sua equipe podem levar a mais tratamentos eficazes para convulsões na síndrome de Dravet.
Os segredos e potencial da seda de aranha
Mas o veneno de aranha não é o único foco na pesquisa biomédica. “As sedas de aranha são o material biológico mais difícil”, diz Jessica Garb, professora associada do Departamento de Ciências Biológicas da Universidade de Massachusetts Lowell.
“Eles são mais resistentes que o aço, mas pesam muito menos, e algumas sedas de aranha podem ser esticadas até três vezes o seu comprimento sem quebrar”, continua ela. Por esses motivos, Garbs e colegas estudam esse material incrivelmente fino e resistente, com o objetivo de descobrir o que confere à seda de aranha sua força e versatilidade.
Em 2018, Garb e colegas receberam uma doação de US $ 335.000 da National Science Foundation por suas pesquisas sobre seda de aranha. Ao desvendar o seu segredo, os pesquisadores esperam conseguir uma fórmula para os biomateriais da próxima geração.
“Por exemplo, esses materiais podem ser usados para melhorar capacetes e armaduras ou outros equipamentos de proteção, dispositivos médicos como próteses, bandagens e suturas e até equipamentos esportivos. ”
Jessica Garb
A barata muito difamada também parece estar cheia de potencial quando se trata de ajudar na pesquisa em saúde. Relatórios do ano passado indicam que, na China, existem fazendas de baratas, nas quais os empreendedores permitem que as baratas se reproduzam livremente em um ambiente completamente higienizado.
No entanto, a fazenda sela o destino dessas criaturas pobres. Quando atingem a maturidade, os “criadores de baratas” os moem em uma pasta que deve ajudar a tratar problemas gastrointestinais.
Essa prática tem suas raízes nas tradições chinesas antigas que afirmam que as baratas podem ter um uso terapêutico. Mas isso é verdade?
De acordo com uma pesquisa preliminar realizada em 2010 por pesquisadores da Universidade de Nottingham, no Reino Unido, o cérebro de baratas e gafanhotos contém nada menos que nove moléculas que poderiam matar bactérias potentes resistentes a antibióticos. Os investigadores testaram a barata americana, bem como duas espécies diferentes de gafanhotos.
“Esperamos que essas moléculas possam eventualmente ser transformadas em tratamentos para Escherichia coli e MRSA[resistenteàmeticilina[methicillin-resistantStaphylococcus aureus]infecções cada vez mais resistentes aos medicamentos atuais ”, observa Simon Lee, um dos pesquisadores envolvidos neste estudo.
“Esses novos antibióticos podem fornecer alternativas aos medicamentos atualmente disponíveis que podem ser eficazes, mas têm efeitos colaterais sérios e indesejados”, argumenta Lee.
O que as mães baratas podem nos ensinar
As baratas também podem ser nossa próxima grande fonte de proteína, de acordo com um estudo publicado no Jornal da União Internacional de Cristalografia em 2016. Uma espécie de barata, Diploptera punctata (a barata do besouro do Pacífico),na verdade produz uma forma de leite para alimentar seus filhotes vivos.
Os pesquisadores descobriram que esse leite forma cristais de proteínas no intestino dos jovens. Esses cristais contêm uma quantidade alta de proteínas, tão alta que, de fato, o coautor do estudo Subramanian Ramaswamy se referiu a elas como “um alimento completo”.
Embora o investigador tenha sugerido que o leite de barata poderia se tornar parte da nova área de bebidas proteicas, ele também admitiu que o processo seria desafiador. Como não é possível ordenhar os insetos, os pesquisadores teriam que encontrar uma maneira de produzir o leite artificialmente.
D. punctata também pode se tornar o novo modelo animal de preferência para alguns aspectos da pesquisa clínica, de acordo com Emily Jennings e colegas da Universidade de Cincinnati, em Ohio.
Jennings estudou marcadores genéticos de mulheres grávidas D. punctata para entender o que acontece em vários estágios durante a gravidez do inseto.
O novo modelo, espera o pesquisador, pode ter aplicações maiores, e as baratas podem fornecer animais mais baratos e mais fáceis de trabalhar do que os mamíferos, como os ratos.
“Temos mais de 1.000 baratas em um espaço bastante pequeno, uma população enorme em comparação com o que você pode manter com os ratos. O regime de alimentação das baratas é o custo de um grande saco de comida de cachorro que pode durar anos ”, observa Jennings.
Muitos de nós têm pavor de vespas, principalmente por causa de seu comportamento agressivo aparentemente aleatório, e porque seu ferrão pode produzir reações alérgicas, que podem variar de inchaço leve a anafilaxia total.
Mas também há um potencial curativo em sua picada – pelo menos de acordo com uma série de estudos clínicos realizados nos últimos anos. Por exemplo, um estudo publicado na revista Toxinas em 2015, identificamos três peptídeos presentes nos venenos de abelhas e vespas, que, segundo os autores, têm aplicações na biomedicina.
Um desses peptídeos, mastoparan, está presente no veneno de vespas, vespas de papel e vespas sociais. Possui propriedades antimicrobianas e antivirais, entre outros tipos de potencial terapêutico.
“Mastoparan sozinho ou em combinação com outros antibióticos pode ser uma alternativa promissora para combater bactérias resistentes a vários antibióticos na prática clínica”, escrevem os autores do estudo.
No entanto, os pesquisadores também alertam que esse peptídeo pode ser tóxico para tecidos saudáveis, atacando bactérias e células vizinhas. “Assim, é necessário o desenvolvimento de novas estratégias para reduzir os efeitos colaterais tóxicos do mastoparan, melhorando a viabilidade das aplicações clínicas”, apontam os autores do estudo.
Outro estudo, também de 2015, sugeriu que o Polybia-MP1 – um mastoparano presente no veneno da vespa social Polybia paulista – foi capaz de inibir a proliferação de células cancerígenas da bexiga e da próstata, bem como de células de leucemia resistentes a medicamentos.
O peptídeo faz isso abrindo buracos nas membranas das células cancerígenas, fazendo com que elas “vazem” seu conteúdo molecular.
Ainda mais surpreendente, pesquisa da Universidade da Califórnia em Riverside – publicada no ano passado em Bioquímica – identificou uma nova classe de peptídeos de veneno de vespa, ampulexinas, produzidos por Ampulex compressa (a vespa de jóia esmeralda), que poderia abrir um novo caminho para os tratamentos de Parkinson.
A vespa de jóia esmeralda é infame – pica baratas, primeiro para paralisá-las e depois para “controlar” seu cérebro, para que as baratas se tornem letárgicas e fáceis de manipular.
Por fim, isso permite que as vespas insiram seus ovos nos corpos das baratas, para que, quando eclodam, as larvas de vespas possam usar isso como sua primeira fonte de alimento.
Por mais terrível que seja esse processo, deu à Universidade da Califórnia uma liderança importante – o estado imóvel das baratas picadas é semelhante a alguns sintomas da doença de Parkinson.
Como as ampulexinas parecem ser responsáveis por induzir a imobilidade, os investigadores pretendem estudá-las na esperança de que estas lhes permitam encontrar um novo alvo celular para os tratamentos de Parkinson.
Esse recurso do Spotlight pode não ter contribuído muito para aliviar sua desconfiança com pequenas criaturas. No entanto, depois de ler, talvez da próxima vez que você queira fugir ao ver uma vespa ou jogue um chinelo em uma aranha, pense novamente e considere que o pobre pequeno animalzinho um dia poderá liderar o caminho para o próximo grande médico. descoberta.
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