Austrália é o lar de algumas das mais perigosas espécies selvagens do mundo. Qualquer pessoa que passe tempo ao ar livre no leste da Austrália é sábio em ficar atento a cobras, aranhas, pássaros em movimento, crocodilos, caracóis cones mortais e pequenas alforrecas tóxicas.
Mas o que nem todos sabem é que até algumas das árvores o apanharão.
A nossa investigação sobre o veneno das árvores de picadas australianas, encontradas no nordeste do país, mostra que estas plantas perigosas podem injectar nos vagueantes incautos químicos muito semelhantes aos encontrados nas picadas de escorpiões, aranhas e caracóis-cónicos.
As árvores de picadas
Nas florestas do leste da Austrália há um punhado de urtigas tão nocivas que os sinais são normalmente colocados onde os humanos pisam o seu habitat. Estas árvores são chamadas gympie-gympie na língua do povo indígena Gubbi Gubbi, e Dendrocnide em latim botânico (que significa “picada de árvore”).
Um toque casual de fracção de segundo num braço por uma folha ou caule é suficiente para induzir dor durante horas ou dias. Em alguns casos, a dor foi relatada como durando semanas.
Uma picada de gimnio-gympie parece fogo no início, depois diminui ao longo de horas para uma dor que lembra a parte do corpo afectada apanhada na porta de um carro batida. Uma fase final chamada alodinia ocorre durante dias após a picada, durante a qual actividades inócuas como tomar banho ou coçar a pele afectada reina a dor.
Como é que as árvores causam dor?
P>Pain é uma sensação importante que nos diz que algo está errado ou que algo deve ser evitado. A dor também cria uma enorme carga de saúde com sérios impactos na nossa qualidade de vida e na economia, incluindo questões secundárias como a crise dos opiáceos.
Para controlar melhor a dor, precisamos de a compreender melhor. Uma forma é estudar novas formas de induzir a dor, que é o que queríamos alcançar definindo melhor o mecanismo causador de dor das árvores gímanes-gympie.
Como é que estas plantas causam dor? Acontece que têm bastante em comum com os animais venenosos.
A planta está coberta de pêlos ocos, em forma de agulha, chamados tricomas, que são reforçados com sílica. Como as urtigas comuns, estes pêlos contêm substâncias nocivas, mas devem ter algo a mais para causar tanta dor.
Uma pesquisa mais antiga sobre a espécie Dendrocnide moroides identificou uma molécula chamada moroidina que se pensava causar dor. No entanto, as experiências para injectar moroidina em indivíduos humanos não conseguiram induzir a série distinta de sintomas dolorosos observados com uma picada completa de Dendrocnide.
Finding the culpados
Estudámos os pêlos de picada da gigantesca árvore de picada australiana, Dendrocnide excelsa. Tirando extractos destes pêlos, separámo-los nos seus constituintes moleculares individuais.
Uma destas fracções isoladas causou respostas dolorosas significativas quando testadas em laboratório. Descobrimos que contém uma pequena família de mini-proteínas relacionadas significativamente maiores do que a moroidina.
Analisamos então todos os genes expressos nas folhas de gímio-gympie para determinar que gene poderia produzir algo com o tamanho e a impressão digital da nossa toxina misteriosa. Como resultado, descobrimos moléculas que podem reproduzir a resposta à dor mesmo quando feitas sinteticamente no laboratório e aplicadas isoladamente.
O genoma de Dendrocnide moroides também acabou por conter genes semelhantes que codificam toxinas. Estes peptídeos de Dendrocnide foram baptizados gympietides.
Gympietides
Os gympietides têm uma estrutura tridimensional intrincada que é mantida estável por uma rede de ligações dentro da molécula que formam uma forma nodosa. Isto torna-a altamente estável, o que significa que provavelmente permanece intacta durante muito tempo, uma vez injectada na vítima. De facto, há anedotas que relatam que mesmo espécimes de árvores com 100 anos de idade mantidas em herbários ainda podem produzir picadas dolorosas.
O que foi surpreendente foi que a estrutura 3D destes gympietides se assemelha à forma de toxinas bem estudadas do veneno da aranha e do caracol cone. Isto foi uma grande pista sobre como estas toxinas poderiam estar a funcionar, pois sabe-se que peptídeos venenosos semelhantes de escorpiões, aranhas e caracóis cones afectam estruturas chamadas canais iónicos nas células nervosas, que são importantes mediadores da dor.
Especificamente, os gympietides interferem com um importante caminho para a condução de sinais de dor no corpo, chamados canais iónicos de sódio em tensão. Numa célula afectada por gympietides, estes canais não se fecham normalmente, o que significa que a célula tem dificuldade em desligar o sinal de dor.
Uma melhor compreensão pode trazer novos tratamentos
As árvores australianas que picam fazem uma neurotoxina que se assemelha a um veneno tanto na sua estrutura molecular como na forma como é implantada por injecção. Tomando estas duas coisas em conjunto, parece que dois processos evolutivos muito diferentes convergiram em soluções semelhantes para vencer o jogo final de infligir dor.
No processo, a evolução também nos apresentou uma ferramenta inestimável para compreender como a dor é causada. Os mecanismos precisos pelos quais os gympietides afectam os canais iónicos e as células nervosas estão actualmente a ser investigados. Durante essa investigação, podemos encontrar novos caminhos para controlar a dor.
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Irina Vetter é um futuro bolseiro do Conselho Australiano de Investigação na Universidade de Queensland, Edward Kalani Gilding é um investigador pós-doutorando na Universidade de Queensland, e Thomas Durek é um investigador sénior na Universidade de Queensland
Este artigo apareceu pela primeira vez no Conversation. Pode ler o artigo original aqui