A cada cinco minutos, 50 pessoas são mordidas por uma serpente em todo o mundo; quatro ficarão permanentemente incapacitadas e uma morrerá. Na situação crítica de tempo que se segue a uma mordedura, identificar o veneno de cobra que está a percorrer o seu sistema é vital para salvar vidas e proporcionar o melhor tratamento.
A maioria das abordagens para diagnosticar e tratar o veneno de cobra, uma doença tropical negligenciada pela OMS, baseia-se em anticorpos. Os ensaios com anticorpos têm vários desafios associados, incluindo custos elevados, procedimentos morosos e inconsistências, e, no entanto, não existem alternativas robustas, de baixo custo e amplamente disponíveis às abordagens baseadas em anticorpos.
Neste novo trabalho de investigação, publicado na ACS Biomacromolecules, os investigadores de Warwick apresentaram a primeira prova de conceito de uma alternativa barata e rápida – um teste ultravioleta-visível (UV-vis) baseado em glicopolímeros para detetar veneno de cobra. No artigo, apresentam uma versão deste ensaio de diagnóstico que deteta especificamente o veneno da cascavel Western Diamondback Rattlesnake (Crotalus atrox).
Alex Baker, Professor Assistente em Warwick, investigador principal do Baker Humanitarian Chemistry Group e autor sénior do artigo, afirmou: “Os venenos das serpentes são complexos e a deteção das toxinas em ação é um desafio, mas essencial para salvar vidas. Produzimos um ensaio que utiliza açúcares sintéticos que imitam os açúcares do nosso corpo aos quais as toxinas se ligam naturalmente e um sistema de amplificação que torna este teste rápido visível. Este método lança as bases para a deteção rápida e barata da mordedura de cobra além das técnicas baseadas em anticorpos, melhorando potencialmente os resultados dos doentes”.
O veneno da cascavel Western Diamondback Rattlesnake evoluiu para se ligar a moléculas de açúcar específicas na superfície das células do corpo, como os glóbulos vermelhos e as plaquetas. Especificamente, a toxina liga-se a glicanos terminais de galactose (cadeias de açúcar que terminam em galactose). A ligação a estes glicanos permite que o veneno perturbe a coagulação do sangue ou interfira com as respostas imunitárias, levando à incapacidade e à morte.
Para criar o ensaio de veneno para o veneno de Crotalus atrox, a equipa concebeu cadeias sintéticas de unidades semelhantes a açúcar (glicopolímeros), para imitar os receptores naturais de açúcar visados pelas proteínas do veneno. Os açúcares sintéticos foram ligados a nanopartículas de ouro para amplificar a resposta e tornar a reação visível, criando um teste que muda de cor quando as toxinas do veneno se ligam aos açúcares sintéticos.
Mahdi Hezwani, primeiro autor e antigo aluno do grupo de investigação de Baker, afirmou: “Este ensaio pode ser uma verdadeira mudança de paradigma para o envenenamento por serpentes. Os venenos de outras espécies de serpentes não interagem com os glicanos do organismo. Por exemplo, quando testámos o veneno da cobra-da-índia (Naja naja), não observámos qualquer ligação aos glicanos sintéticos que se ligam ao veneno da C. atrox. Assim, este ensaio é promissor para distinguir entre diferentes venenos de serpentes com base nas suas propriedades de ligação aos açúcares”.
Este é o primeiro exemplo de um teste de diagnóstico que utiliza açúcares para detetar veneno de cobra num sistema de deteção rápida e baseia-se no trabalho deste grupo de investigação de Warwick que utiliza uma plataforma de gliconanopartículas na deteção da COVID-19.
Este novo ensaio é mais rápido, mais barato, mais fácil de armazenar, é modificável, uma vez que os açúcares podem ser feitos à medida para reconhecer uma toxina específica e é um exemplo das soluções arrojadas e inovadoras que continuarão a ser possíveis através do novo programa STEM Connect da Universidade de Warwick.
