Atividades farmacológicas e biológicas da peçonha de Micrurus surinamensis (cobra coral semi-aquática)

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Schezaro-Ramos, Raphael, 1990-
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1639888
Resumo: Orientadores: Stephen Hyslop, Edward Gerard Rowan
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spelling Atividades farmacológicas e biológicas da peçonha de Micrurus surinamensis (cobra coral semi-aquática)Pharmacological and biological actions of Micrurus surinamensis venom (semiaquatic coralsnake)Agentes neurotoxicosBloqueadores neuromuscularesCobras coraisEletrofisiologiaPeçonhasNeurotoxinsNeuromuscular blocking agentsCoral snakesElectrophysiologyVenomsOrientadores: Stephen Hyslop, Edward Gerard RowanTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências MédicasResumo: A peçonha de Micrurus surinamensis, uma cobra coral semi-aquática que se alimenta exclusivamente de peixes, é constituída principalmente de toxinas three-finger (3FTx), incluindo alfa -neurotoxinas (antagonistas competitivos de receptores nicotínicos). O objetivo desse trabalho foi investigar a neurotoxicidade e miotoxicidade desta peçonha em preparações neuromusculares de camundongo (nervo frênico-diafragma, NFD) e pintainho (biventer cervicis, BC) e, também, avaliar seu efeito em coração semi-isolado de barata e sobre embriões e larvas de zebrafish. Nas preparações NFD e BC, a peçonha causou bloqueio neuromuscular que dependia da concentração e tempo de incubação, com maior sensibilidade na BC. A peçonha causou bloqueio neuromuscular mediado predominantemente por alfa-neurotoxinas, como mostrado pelos seguintes achados: (a) bloqueio das respostas tetânicas em PND, sem causar fade tetânico; (b) abolição das respostas contráteis à acetilcolina e carbacol; (c) reversão parcial do bloqueio neuromuscular nas duas preparações na presença de neostigmina (inibidor da acetilcolinesterase juncional) e 3,4-diaminopiridina (bloqueador de canais de K+); (d) reversão completa do bloqueio em PND após lavagem, mesmo depois de bloqueio prolongado, mas reversão apenas parcial em BC; (e) bloqueio da despolarização do diafragma causada por carbacol em PND; (f) bloqueio progressivo dos potenciais de placa terminal em miniatura (pptm) em PND; e (g) ausência de efeito sobre o potencial de ação composta de nervo ciático de camundongo (não afetou os canais neuronais de Na+ e K+). A peçonha não mostrou atividade PLA2 e não foi miotóxica, pelos seguintes critérios: (a) tensão da linha de base inalterada na presença de peçonha em PND e BC, (b) respostas contráteis inalteradas em PND e BC sob estimulação direta, (c) potencial de membrana do músculo do diafragma inalterado pela peçonha, (d) respostas ao K+ exógeno inalteradas em BC, e (e) ausência de alterações histológicas no músculo das duas preparações. A peçonha não afetou o rítmo cardíaco em coração semi-isolado de barata, ao contário da peçonha de Micrurus frontalis (controle positivo) que causou bradicardia persistente. A incubação de embriões de zebrafish com a peçonha resultou em mortalidade de 43-49% após 2 dias pós-fertilização (dpf) e mortalidade larval de 52-58% após 4 dpf maior ou igual a 300 µg/ml); a lavagem das larvas não alterou a mortalidade. A maior concentração de peçonha testada (1000 µg/ml) reduziu a taxa de eclosão no 4 dpf. A peçonha também reduziu a atividade do nado no 4 dpf; esta inibição foi revertida lavando-se as larvas. Alterações relacionadas ao desenvolvimento, tais como curvatura da espinha dorsal, foram vistas no 7 dpf. Estes resultados sugerem que a peçonha de M. surinamensis inibe reversivelmente a neurotransmissão através do bloqueio dos receptores nicotínicos pós-sinápticos por alfa-neurotoxinas, sem o envolvimento de PLA2 ß-neurotóxicas ou miotoxicidade. A ausência de efeito sobre o coração semi-isolado de barata talvez esteja relacionada à falta de PLA2 nesta peçonhaAbstract: The venom of Micrurus surinamensis, a large semiaquatic coralsnake that feeds exclusively on fish, is composed mainly of three-finger toxins (3FTx), including alfa-neurotoxins (competitive nicotinic receptor antagonists). The aim of this work was to investigate the neurotoxicity and myotoxicity of this venom in mouse phrenic nerve-diaphragm (PND) and chick biventer cervicis (BC) isolated neuromuscular preparations, as well as its effect on cockroach semi-isolated heart and on zebrafish embryos and larvae. The venom caused concentration- and time-dependent blockade in PND and BC preparations, with the latter being more sensitive. The venom-induced neuromuscular blockade was caused mainly by alfa-neurotoxins, as indicated by the following results: (a) progressive blockade of tetanic responses in PND, but without tetanic fade; (b) abolition of the contractile responses to exogenous acetylcholine and carbachol; (c) partial reversal of the blockade in both preparations in the presence of neostigmine (an inhibitor of junctional acetylcholinesterase) or 3,4-diaminopyridine (a K+ channel blocker); (d) complete reversal of the blockade in PND after washing, even after prolonged blockade, but only partial reversal in BC; (e) blockade of the depolarization caused by carbachol in PND; (f) progressive blockade of miniature endplate potentials (mepps) in PND; and (g) no effect on the compound action potential of mouse sciatic nerve (lack blockade of neuronal Na+ and K+ channels). The venom was devoid of phospholipase A2 activity and was not myotoxic, as indicated by the (a) unaltered basal tension in the presence of venom in both preparations, (b) unaltered contractile responses in directly stimulated PND and CBC preparations, (c) unaltered resting membrane potential of mouse diaphragm muscle after incubation with venom, (d) lack of effect on the responses to exogenous K+ in CBC preparations, and (e) lack of histological alterations in muscle of both preparations. The venom did not affect cardiac rhythm in cockroach semi-isolated heart, in contrast to the venom of Micrurus frontalis (positive control) that caused progressive, sustained bradycardia. Incubation of zebrafish embryos with venom caused mortality of 43-49% at 2 days post-fertilization (dpf) and larval mortality of 52-58% at 4 dpf (bigger or equal a 300 µg/ml); subsequent washing of the larvae did not change the mortality. The highest venom concentration (1000 µg/ml) reduced the hatching rate at 4 dpf. Venom also reduced the swimming activity at 4 dpf and this was reversed by washing the larvae. Developmental alterations, such as spinal curvature, were seen at 7 dpf. These results suggest that M. surinamensis venom reversibly blocks neuromuscular transmission through the blockade of post-synaptic nicotinic receptors by alfa-neurotoxins, with no involvement of PLA2 alfa-neurotoxins or myotoxicity. The lack of effect on cockroach semi-isolated heart may reflect the absence of PLA2 in the venomDoutoradoFarmacologiaDoutor em FarmacologiaCAPES88882.435308/2019-01; 88881.190184/2018-01[s.n.]Hyslop, Stephen, 1964-Rowan, Edward Gerard, 1958-Bucaretchi, FabioOshima-Franco, YokoRocha, ThalitaCosta, Soraia Katia PereiraUniversidade Estadual de Campinas. 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