p Não se deixe enganar pela aparência:do tamanho de um dedal, salpicado de cores alegres e moles, na verdade, as rãs venenosas abrigam algumas das neurotoxinas mais potentes que conhecemos. Com novo artigo publicado na revista Ciência , os cientistas estão um passo mais perto de resolver um problema relacionado à arranhadura de cabeça - como essas rãs evitam se envenenar? E a resposta tem consequências potenciais para a luta contra a dor e o vício. p A nova pesquisa, liderado por cientistas da Universidade do Texas em Austin, responde a esta pergunta para um subgrupo de sapos venenosos que usam a toxina epibatidina. Para evitar que os predadores os comam, as rãs usam a toxina, que se liga a receptores no sistema nervoso de um animal e pode causar hipertensão, apreensões, e até a morte. Os pesquisadores descobriram que uma pequena mutação genética nas rãs - uma mudança em apenas três dos 2, 500 aminoácidos que compõem o receptor - evita que a toxina atue nos próprios receptores das rãs, tornando-os resistentes aos seus efeitos letais. Não apenas isso, mas precisamente a mesma mudança apareceu independentemente três vezes na evolução dessas rãs.

p "Ser tóxico pode ser bom para a sua sobrevivência - dá a você uma vantagem sobre os predadores, "disse Rebecca Tarvin, um pesquisador de pós-doutorado na UT Austin e um co-autor no artigo. "Então, por que os animais não são mais tóxicos? Nosso trabalho está mostrando que uma grande restrição é se os organismos podem desenvolver resistência às suas próprias toxinas. Descobrimos que a evolução atingiu essa mesma mudança exata em três grupos diferentes de sapos, e essa, para mim, é muito bonito. "

p Existem centenas de espécies de sapos venenosos, cada um deles usa dezenas de neurotoxinas diferentes. Tarvin faz parte de uma equipe de pesquisadores, incluindo os professores David Cannatella e Harold Zakon no Departamento de Biologia Integrativa, que têm estudado como essas rãs desenvolveram resistência tóxica.

p Por décadas, pesquisadores médicos sabem que esta toxina, epibatidina, também pode atuar como um poderoso analgésico não viciante. Eles desenvolveram centenas de compostos a partir da toxina dos sapos, incluindo um que avançou no processo de desenvolvimento de drogas para testes em humanos antes de ser descartado devido a outros efeitos colaterais.

p A nova pesquisa - mostrando como certos sapos venenosos evoluíram para bloquear a toxina enquanto retêm o uso de receptores de que o cérebro precisa - dá aos cientistas informações sobre a epibatidina que podem eventualmente ser úteis no desenvolvimento de drogas como novos analgésicos ou drogas para combater o vício da nicotina.

p "Cada pequena informação que podemos reunir sobre como esses receptores estão interagindo com as drogas nos deixa um passo mais perto de desenvolver drogas melhores, "disse Cecilia Borghese, outro co-primeiro autor do artigo e pesquisador associado do Wagoner Center for Alcohol and Addiction Research da universidade.

p Mudando a fechadura

p Um receptor é um tipo de proteína do lado de fora das células que transmite sinais entre o exterior e o interior. Os receptores são como fechaduras que permanecem fechadas até encontrarem a chave correta. Quando uma molécula com a forma certa surge, o receptor é ativado e envia um sinal.

p O receptor que Tarvin e seus colegas estudaram envia sinais em processos como aprendizagem e memória, mas geralmente apenas quando um composto que é a "chave" saudável entra em contato com ele. Infelizmente para os predadores das rãs, epibatidina tóxica também funciona, como uma poderosa chave de esqueleto, no receptor, sequestrando células e desencadeando uma explosão perigosa de atividade.

p Os pesquisadores descobriram que as rãs venenosas que usam epibatidina desenvolveram uma pequena mutação genética que impede a toxina de se ligar a seus receptores. Num sentido, eles bloquearam a chave mestra. Eles também conseguiram, através da evolução, para manter uma maneira de a chave real continuar a funcionar, graças a uma segunda mutação genética. Nas rãs, a fechadura tornou-se mais seletiva.

p Luta contra a doença

p A forma como a fechadura mudou sugere possíveis novas maneiras de desenvolver medicamentos para combater doenças humanas.

p Os pesquisadores descobriram que as mudanças que dão às rãs resistência à toxina sem alterar o funcionamento saudável ocorrem em partes do receptor próximas a, mas nem toque em epibatidina. Borghese e Wiebke Sachs, um estudante visitante, estudaram a função dos receptores humanos e sapos no laboratório de Adron Harris, outro autor no jornal e diretor associado do Waggoner Center.

p “O mais empolgante é como esses aminoácidos que nem mesmo estão em contato direto com a droga podem modificar a função do receptor de maneira tão precisa, "Borghese disse. O composto saudável, ela continuou, "continua funcionando normalmente, nenhum problema, e agora o receptor é resistente à epibatidina. Isso para mim foi fascinante. "

p A compreensão de como essas mudanças muito pequenas afetam o comportamento do receptor pode ser explorada por cientistas que tentam desenvolver drogas que agem sobre ele. Como o mesmo receptor em humanos também está envolvido na dor e no vício da nicotina, este estudo pode sugerir maneiras de desenvolver novos medicamentos para bloquear a dor ou ajudar os fumantes a abandonar o hábito.

p Retracing Evolution

p Trabalhando com parceiros no Equador, os pesquisadores coletaram amostras de tecido de 28 espécies de rãs - incluindo aquelas que usam epibatidina, aqueles que usam outras toxinas e aqueles que não são tóxicos. Tarvin e seus colegas Juan C. Santos da St. John's University e Lauren O'Connell da Stanford University sequenciaram o gene que codifica o receptor específico em cada espécie. Ela então comparou diferenças sutis para construir uma árvore evolutiva representando como o gene evoluiu.

p Isso representa a segunda vez que Cannatella, Zakon, Tarvin e Santos desempenharam um papel na descoberta de mecanismos que evitam que as rãs se envenenem. Em janeiro de 2016, a equipe identificou um conjunto de mutações genéticas que eles sugeriram que podem proteger outro subgrupo de sapos venenosos de uma neurotoxina diferente, batracotoxina. A pesquisa publicada este mês foi baseada em suas descobertas e conduzida por pesquisadores da Universidade Estadual de Nova York em Albany, confirmando que uma das mutações propostas pela UT Austin protege aquele conjunto de sapos venenosos da toxina.