Humanos poderiam ser peçonhentos, descobre estudo

Humanos poderiam evoluir para cuspir veneno? É altamente improvável que nos juntemos a cascavéis e ornitorrincos entre os de animais peçonhentos, mas novas pesquisas revelam que os humanos têm o kit de ferramentas para produzir veneno, na verdade, todos os répteis e mamíferos têm.

Esta coleção de genes flexíveis, particularmente associados às glândulas salivares em humanos, explica como o veneno evoluiu independentemente de ancestrais não venenosos mais de cem vezes no reino animal.

“Essencialmente, temos todos os blocos de construção posicionados”, disse o coautor do estudo Agneesh Barua, doutorando em genética evolutiva no Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa, no Japão. “Agora cabe à evolução nos levar lá.”

O veneno oral é comum em todo o reino animal, presente em criaturas tão diversas quanto aranhas, cobras e os lentos lóris, a única espécie venenosa conhecida de primatas. Os biólogos sabiam que as glândulas de veneno oral são glândulas salivares modificadas, mas a nova pesquisa revela a mecânica molecular por trás da mudança.

“Será um verdadeiro marco no campo”, disse Bryan Fry, bioquímico e especialista em venenos da Universidade de Queensland, na Austrália, que não estava envolvido na pesquisa. “Eles fizeram um trabalho absolutamente sensacional de alguns estudos extraordinariamente complexos.”

Uma arma flexível

Veneno é o maior exemplo da flexibilidade da natureza. Muitas das toxinas no veneno são comuns em animais muito diferentes; alguns componentes do veneno da centopeia, por exemplo, também são encontrados no veneno de cobra, disse Ronald Jenner, pesquisador de veneno do Museu de História Natural de Londres que não estava envolvido na pesquisa.

O novo estudo não se concentra nas toxinas em si, pois elas evoluem rapidamente e são uma mistura complexa de compostos, disse Barua ao Live Science.

Em vez disso, Barua e o coautor do estudo Alexander Mikheyev, um biólogo evolucionário da Universidade Nacional Australiana que se concentra em genes de “limpeza”, os genes que estão associados ao veneno, mas não são responsáveis pela criação das toxinas em si. Esses genes regulatórios formam a base de todo o sistema venenoso.

Os pesquisadores começaram com o genoma do habu de Taiwan (Trimeresurus mucrosquamatus), cobra marrom que é bem estudada, em parte porque é uma espécie invasiva em Okinawa.

“Como sabemos a função de todos os genes que estavam presentes no animal, pudemos ver com quais genes os genes de veneno estão associados”, disse Barua.

A equipe encontrou uma constelação de genes que são comuns em múltiplos tecidos corporais em todos os amniotas. Amniotas são animais que fertilizam seus ovos internamente ou colocam ovos em terra; incluem répteis, aves e alguns mamíferos.

Muitos desses genes estão envolvidos na dobra de proteínas, disse Barua, o que faz sentido, porque animais peçonhentos devem fabricar uma grande quantidade de toxinas, que são feitas de proteínas.

“Um tecido como esse realmente tem que ter certeza de que a proteína que está produzindo é de alta qualidade”, disse ele.

Sem surpresa, os mesmos tipos de genes de limpeza regulatórios são encontrados em abundância na glândula salivar humana, que também produz um importante conjunto de proteínas — encontradas na saliva — em grandes quantidades. Esta base genética é o que permite a ampla gama de venenos desenvolvidos independentemente em todo o reino animal.

De não venoso a venenoso

Em outras palavras, cada mamífero ou réptil tem a estrutura genética sobre a qual um sistema de veneno oral é construído. E os humanos (juntamente com os camundongos) também já produzem uma proteína chave usada em muitos sistemas venenosos. Calicreínas, que são proteínas que digerem outras proteínas, são secretadas na saliva; elas também são uma parte fundamental de muitos venenos.

Isso porque as calicreínas são proteínas muito estáveis, disse Fry, e elas não param de funcionar quando submetidas a mutação. Assim, é fácil obter mutações benéficas de calicreínas que tornam o veneno mais doloroso, e mais mortal (um efeito de calicreínas é uma queda precipitada na pressão arterial).

“Não é coincidência que a calicreína seja o tipo de componente mais amplamente secretado em venenos em todo o reino animal, porque, de qualquer forma, é uma enzima muito ativa e vai começar a fazer algumas coisas confusas”, disse Fry.

Calicreínas são, portanto, um ponto de partida natural para humanos teoricamente venenosos.

Mas isso não é tão provável – não a menos que as estratégias atualmente bem sucedidas dos humanos de adquirir alimentos e escolher companheiros comecem deixar de funcionar, de qualquer maneira. O veneno geralmente evolui como um método de defesa ou como uma forma de subjugá-la. Precisamente o tipo de veneno que evolui depende muito de como o animal vive.

A evolução pode essencialmente adaptar o veneno às necessidades de um animal através da seleção natural, disse Fry.

Existem algumas cobras do deserto, por exemplo, que têm veneno diferente apesar de serem da mesma espécie, apenas devido ao local onde vivem, ele disse: No solo do deserto, onde as cobras caçam principalmente ratos, o veneno age principalmente no sistema circulatório, porque não é difícil para uma cobra encontrar um rato moribundo a uma curta distância em solo plano. Nas montanhas rochosas próximas, onde as cobras caçam principalmente lagartos, o veneno é uma potente neurotoxina, porque se a presa não for imediatamente imobilizada, ela pode facilmente correr e desaparecer para sempre.

Alguns mamíferos têm veneno. Morcegos vampiros, que têm uma saliva tóxica que previne coágulos sanguíneos, usam sua arma química para se alimentar de feridas de forma mais eficaz. Musaranhos venenosos podem superar sua classe de peso usando seu veneno para subjugar presas maiores do que poderiam matar sem a toxina.

Enquanto isso, os ornitorrincos, que não têm uma mordida venenosa, mas têm um esporão venenoso em suas patas traseiras, usam principalmente seu veneno em lutas com outros ornitorrincos por companheiros ou território, disse Jenner.

Os humanos, é claro, inventaram ferramentas, armas e estruturas sociais que fazem a maioria desses trabalhos sem a necessidade de presas venenosas. E veneno também é caro, disse Fry. Construir e dobrar todas essas proteínas requer energia. Por essa razão, o veneno é facilmente perdido quando não é usado.

Existem espécies de cobras marinhas, disse Fry, que têm glândulas venenosas vestigiais, mas não são venenosas, porque mudaram sua alimentação de peixes para de ovas de peixe, que não necessitam de uma mordida tóxica.

A nova pesquisa pode não criar muitas esperanças de novos superpoderes para os seres humanos, mas entender a genética por trás do controle do veneno pode ser a chave para a medicina, acrescentou Fry.

Se o cérebro de uma cobra começasse a expressar os genes que suas glândulas de veneno expressam, a cobra morreria imediatamente de auto-toxicidade. Aprender como os genes controlam a expressão em diferentes tecidos pode ser útil para entender doenças como o câncer, que causa morte em grande parte porque os tecidos começam a crescer descontroladamente e secretam substâncias em locais que não deveriam.

“A importância deste artigo vai além apenas desse campo de estudo, porque fornece uma plataforma inicial para todos esses tipos de perguntas interessantes”, disse Fry.

A pesquisa foi publicada online segunda-feira (29 de março) na revista Proceedings of the National Academy of Sciences. [Science Alert]