A viúva negra é uma das espécies de aranha mais temidas. O seu veneno é um cocktail de sete toxinas diferentes que atacam o sistema nervoso
Estas chamadas latrotoxinas paralisam especificamente insetos e crustáceos, mas uma delas, a α-latrotoxina, tem como alvo os vertebrados e é também venenosa para os seres humanos. Interfere com a transmissão de sinais no sistema nervoso. Assim que a α-latrotoxina se liga a receptores específicos das sinapses — os contactos entre as células nervosas ou entre as células nervosas e os músculos — os iões de cálcio fluem descontroladamente para as membranas pré-sinápticas das células sinalizadoras. Isto induz a libertação de neurotransmissores, desencadeando fortes contracções musculares e espasmos. Apesar da aparente simplicidade deste processo, existe um mecanismo altamente complexo por detrás dele.
Cientistas da Universidade de Münster (Alemanha) decifraram agora a estrutura da α-latrotoxina antes e depois da inserção na membrana, com uma resolução quase atómica. Para melhor compreender o mecanismo de influxo de cálcio na membrana pré-sináptica, os peritos do Centro de Nanociências Brandas da Universidade de Münster, dirigidos por Christos Gatsogiannis, Instituto de Física Médica e Biofísica e por Andreas Heuer, Instituto de Química Física, utilizaram microscopia crioelectrónica de alto desempenho (cryo-EM) e simulações computacionais de dinâmica molecular (MD), conseguindo mostrar que a toxina sofre uma transformação notável quando se liga ao recetor. Parte da molécula tóxica forma um talo que penetra na membrana celular como uma seringa. Como caraterística especial, este talo forma um pequeno poro na membrana que funciona como um canal de cálcio. As simulações MD revelaram que os iões de cálcio podem entrar na célula através de uma porta selectiva localizada no lado diretamente acima do poro.
Graças a estes resultados, os investigadores compreendem agora melhor o funcionamento da α-latrotoxina. “A toxina imita a função dos canais de cálcio da membrana pré-sináptica de uma forma muito complexa”, explica Christos Gatsogiannis. “Por conseguinte, difere em todos os aspectos de todas as toxinas anteriormente conhecidas”. As novas descobertas abrem uma vasta gama de aplicações potenciais; as latrotoxinas têm um potencial biotecnológico considerável, incluindo o desenvolvimento de antídotos melhorados, tratamentos para a paralisia e novos biopesticidas.
Os resultados da investigação acabam de ser publicados na revista Nature Communications. Em trabalhos anteriores, o grupo de investigação liderado por Christos Gatsogiannis já tinha decifrado a estrutura das latrotoxinas específicas dos insetos no veneno da aranha viúva negra antes de se inserirem na membrana.
