Vespas e sapos usam toxina semelhante à bradicinina para causar dor

Uma picada pequena de vespa pode provocar uma dor aguda. Do mesmo modo, a pele de alguns sapos consegue irritar predadores em poucos segundos. Agora, cientistas entenderam que esses dois animais recorrem a uma toxina química potente que, de forma surpreendente, se parece muito com uma molécula presente em humanos e em outros vertebrados.

Uma equipe internacional de pesquisadores, liderada pelo Instituto de Biociência Molecular da Universidade de Queensland, descobriu que certas vespas e alguns sapos produzem um peptídeo que atua de maneira semelhante à bradicinina.

Nos vertebrados, a bradicinina ocorre naturalmente e tem papel central em processos de dor e inflamação. Por isso, à primeira vista, parecia plausível que os animais tivessem “aproveitado” a mesma via evolutiva. Só que novas evidências indicam que essa leitura estava equivocada - e o que aconteceu é bem mais interessante.

Toxina causadora de dor em sapos e vespas

Durante muitos anos, pesquisadores defenderam que peptídeos semelhantes à bradicinina em sapos e vespas teriam a mesma origem biológica da molécula dos vertebrados.

A explicação parecia coerente: as moléculas eram muito parecidas na aparência e desencadeavam respostas semelhantes no corpo.

No entanto, o estudo mais recente mostrou que esses compostos surgiram por caminhos evolutivos totalmente independentes.

“Os resultados derrubam décadas de suposições sobre a origem desses peptídeos”, afirmou o autor principal do estudo, Dr. Sam Robinson.

“Cientistas antes acreditavam que peptídeos semelhantes à bradicinina no veneno de vespa e nas secreções da pele de sapo eram simplesmente as versões deles do peptídeo dos vertebrados.”

“Em vez disso, nossa pesquisa mostra que eles são sósias evolutivos – moléculas que parecem iguais, mas evoluíram de forma independente.”

Em geral, espera-se que características parecidas venham de um ancestral comum. Aqui, porém, a natureza chegou a uma solução equivalente por rotas genéticas diferentes.

Uma molécula de dor usada para defesa

Nos corpos dos vertebrados, a bradicinina é especialmente importante em situações de lesão. Quando um tecido é danificado, essa molécula transmite sinais que disparam inflamação e dor.

Essa resposta funciona como um alerta para o sistema nervoso e ajuda a iniciar o processo de reparo.

Justamente por provocar sinais intensos de dor, a bradicinina também pode servir como uma ferramenta eficiente de defesa. O novo estudo identificou que vespas e sapos evoluíram substâncias capazes de imitar essa mesma reação dentro do corpo de predadores.

Os pesquisadores também verificaram que as versões animais dessas moléculas se originam de famílias de genes de toxinas. Esses genes de toxinas não são os mesmos do gene do cininogênio (kininogen), que nos vertebrados normalmente dá origem à bradicinina.

Veneno de vespa provoca dor em predadores

Como muitos animais se alimentam de insetos, a sobrevivência frequentemente depende de defesas eficazes. Algumas espécies de vespa contam com veneno que inclui toxinas semelhantes à bradicinina.

Quando um predador - como um mamífero ou uma ave - entra em contato com o veneno, a toxina ativa receptores de bradicinina no organismo do predador. Esses receptores desencadeiam uma resposta de dor aguda, com sensação parecida à causada pela própria bradicinina natural.

Ao sentir uma dor intensa e repentina, o predador aprende rapidamente. Repetir o ataque ao mesmo inseto tende a trazer o mesmo resultado desagradável. Com o tempo, essa memória dolorosa contribui para proteger a vespa de novos ataques.

Sapos se defendem por meio da dor

Os sapos seguem uma via diferente, mas com efeito semelhante. Em vez de injetar veneno, eles liberam substâncias por meio de secreções da pele.

Os cientistas constataram que essas secreções contêm miméticos de bradicinina que se encaixam de perto nos sistemas de bradicinina de vários predadores, incluindo mamíferos, aves e peixes.

Quando um predador morde ou toca o sapo, esses compostos podem causar irritação ou dor.

Para entender o impacto dessas moléculas nos próprios sapos, a equipe realizou experimentos específicos. Os receptores de bradicinina dos sapos não responderam aos compostos.

Esse achado indica que as moléculas evoluíram para agir de modo direcionado aos predadores, e não ao animal que as produz.

Evolução convergente em ação

A descoberta reforça um processo poderoso da biologia chamado evolução convergente. Ela acontece quando espécies sem parentesco próximo desenvolvem características semelhantes - ou chegam a soluções parecidas - ao enfrentar desafios equivalentes.

Vespas e sapos vivem em ambientes muito diferentes e pertencem a ramos distantes do reino animal. Ainda assim, ambos os grupos desenvolveram moléculas que imitam a bradicinina, porque essa estratégia química ajuda a afastar predadores.

“O estudo mostra que a evolução convergente – quando espécies diferentes desenvolvem características similares – exerce um papel crítico e, antes, subestimado na evolução da vida”, observou o Dr. Robinson.

“A evolução convergente demonstra que a vida não é uma confusão aleatória e imprevisível de resultados improváveis, mas que, na verdade, avança de forma ordenada, limitada, previsível, talvez até inevitável.”

Prever a evolução ajuda a ciência

“Nossa capacidade de prever resultados evolutivos tem aplicações práticas importantes. Na agricultura, estratégias de manejo de resistência de pragas e de plantas daninhas podem ser planejadas de forma proativa em vez de reativa”, disse o Dr. Robinson.

“Da mesma forma, médicos podem antecipar rotas de resistência para várias infecções e doenças, para desenhar tratamentos combinados ou adaptativos.”

“A evolução convergente poderia até permitir que prevíssemos como a vida extraterrestre poderia ser e projetássemos métodos de detecção de acordo.”

O trabalho sugere que, diante de ameaças parecidas, a evolução pode levar espécies distintas à mesma solução.

Mesmo seguindo trilhas evolutivas separadas, sapos, vespas e outros animais podem chegar à mesma estratégia: usar moléculas que provocam dor intensa para desencorajar predadores.