Coleta de sangue de caranguejos-ferradura
Quem nunca sonhou com um príncipe ou uma princesa de sangue azul? Um mito originário da Idade Média, onde a realeza, com pele mais pálida, permitia a visualização de suas veias que, como todos sabemos, aparentam ser de cor azul. Entretanto, também sabemos que o sangue, de qualquer pessoa, é vermelho, seja ela da realeza ou não. [1] Mas na verdade, existem alguns animais que realmente têm sangue azul; isso ocorre porque, na verdade, eles não têm sangue como nós o conhecemos, mas sim um análogo chamado hemolinfa, cuja cor azul se deve à presença de cobre na hemocianina, assim como a hemoglobina tem ferro. Ambas as moléculas são responsáveis pelo transporte de oxigênio. Vários animais invertebrados possuem essa "sangue", mas nenhum tem uma importância tão grande quanto os caranguejos-ferradura ou Limulus polyphemus.
Esses fósseis vivos, apesar do nome, não são caranguejos, nem crustáceos. São animais invertebrados marinhos que pouco mudaram nos últimos milhões de anos. Esses animais pertencem à classe Merostomata, um grupo muito antigo que atualmente conta com apenas 4 espécies, sendo 3 asiáticas e uma americana. Eles se movem em águas rasas ao longo das costas, podendo ser encontrados de Maine até a península de Yucatán. Os caranguejos-ferradura têm sido animais de interesse por muito tempo e têm sido usados nas indústrias agropecuária e pesqueira, desempenhando funções como fertilizantes, ração, isca, entre outras coisas. Mas o mais interessante é o papel que desempenham na biomedicina e na saúde pública. Seu papel em vacinas, medicamentos injetáveis e dispositivos médicos deve-se principalmente ao controle de qualidade, garantindo que esses produtos estejam livres de endotoxinas bacterianas. E é aqui que a hemolinfa entra em cena. Devido ao seu estilo de vida, eles estão constantemente expostos a inúmeras bactérias e outras ameaças, e desenvolveram um mecanismo de defesa conhecido como LAL (Limulecto Abrangente Listado de Amebócitos). [2]
Esse mecanismo causa coagulação sobre qualquer bactéria com endotoxinas que entra no sistema circulatório do caranguejo. O teste LAL é usado para analisar se os produtos estão contaminados; isso é observado pela coagulação. É um método tão eficiente que pode detectar concentrações muito baixas e é utilizado em várias partes do mundo. O problema com este teste ser tão bom e vital para a indústria farmacêutica é que é necessário hemolinfa de cerca de meio milhão de caranguejos por ano, dos quais aproximadamente 100 ml são extraídos, e cerca de 15% dos caranguejos não sobrevivem a isso. [2]
O teste em si pode funcionar de várias maneiras, mas em geral utiliza-se o método listado de amebócitos para medir as interações das endotoxinas com a proenzima fator C, a qual é isolada dos amebócitos do caranguejo. A atividade proteolítica desta proenzima é ativada na presença de lipopolissacarídeos. Os níveis de endotoxinas são determinados mediante a medição da atividade do fator C na presença do substrato peptídico cromogênico incolor que libera p-nitroanilina (pNA) após a proteólise, produzindo uma cor amarela cuja absorbância pode ser medida a 405 nm. A intensidade da cor é diretamente proporcional à quantidade de endotoxinas presente. Este método pode identificar endotoxinas em vários tipos de amostras como proteínas, peptídeos, ácidos nucleicos, tanto DNA quanto RNA, e anticorpos. Este é agora o ensaio padrão da indústria para a detecção de endotoxinas. Pode detectar endotoxinas em uma faixa de 0,01 EU/ml até 1 EU/ml (unidades de endotoxinas por ml). Além disso, por sua alta especificidade, não há interferência por ß-glucanos e é útil para uma grande variedade de amostras, como mencionado anteriormente, podendo obter resultados em apenas 20 minutos. [3]
Então nosso príncipe azul é um elemento-chave no desenvolvimento da grande maioria dos medicamentos e muitos outros produtos da indústria, mas isso realmente não é uma prática sustentável, já que o grande volume de animais necessários representa um verdadeiro risco para sua sobrevivência, considerando que fora da América eles não são devolvidos à natureza e são desangrados até a morte. Mas mesmo os animais que são devolvidos à natureza tendem a estar mais letárgicos e desorientados, o que também representa um risco, pois sua coleta ocorre precisamente durante a época de desova, quando saem para a costa, e ao serem devolvidos ao mar, pode ser que não encontrem seu caminho de volta para desovar. [4] Aqui é onde se pode observar dois papéis importantes da biotecnologia. O primeiro é justamente o aproveitamento de um recurso natural como a hemolinfa, e o outro é preencher a enorme área de oportunidade que se nos apresenta, já que a coleta in vivo é arriscada e insustentável, então sua produção recombinante parece ser a opção para o futuro. Esta já é uma opção que tem sido explorada; o fator C recombinante já é uma realidade, mas enfrenta vários problemas. Um dos modelos de produção de hemolinfa recombinante é o bicho-da-seda, Bombyx mori, mas como apresentado na revisão de Minkner et al. de 2020, a purificação dessas proteínas recombinantes é muito complicada devido às próprias proteínas do modelo, o que implica maior manipulação, maior custo e um processo difícil de escalar para atender às demandas da indústria. [5]
No fim das contas, a natureza nos oferece uma ampla gama de ferramentas benéficas que podemos utilizar nas diferentes indústrias, mas por mais eficientes que sejam, sua exploração desmedida nunca será viável. A biotecnologia oferece a oportunidade de abordar problemas de múltiplas maneiras; algumas, como a simples extração de sangue, são fáceis e eficientes, mas não sustentáveis, enquanto que a produção recombinante não é fácil e representa uma perda de eficiência, mas a longo prazo é na verdade a única opção realista.
Referências
1. Por que se diz que os reis têm sangue azul. (2023). El Mundo. https://www.elmundo.es/como/2023/07/17/64b520aae4d4d839608b456f.html#
2. Martínez, C. (2017). O caranguejo-ferradura tem sangue azul. Museo Nacional de Ciencias Naturales. https://www.mncn.csic.es/es/comunicacion/blog/el-cangrejo-herradura-tiene-la-sangre-azul
3. Endotoxin Quantitation, Removal, and Detection, (2024). Thermo Fisher. https://www.thermofisher.com/mx/es/home/life-science/protein-biology/protein-purification-isolation/protein-purification/endotoxin-quantitation-removal.html?ef_id=CjwKCAjwnei0BhB-EiwAA2xuBtPXcoODVuhC4b3LIWZWKSwaklKFUXMx8Vi2HZcbHTwFZ8dnprdb2hoCyp8QAvD_BwE:G:s&s_kwcid=AL!3652!3!679466253575!e!!g!!lal%20kit!13368767886!158824117081&cid=bid_pca_ppf_r01_co_cp1359_pjt0000_bid00000_0se_gaw_nt_pur_con&gad_source=1&gbraid=0AAAAADxi_GTbAstWYPFrRpYNsGivH5Jhb&gclid=CjwKCAjwnei0BhB-EiwAA2xuBtPXcoODVuhC4b3LIWZWKSwaklKFUXMx8Vi2HZcbHTwFZ8dnprdb2hoCyp8QAvD_BwE
4. Maron, D. F. (2022, 5 de agosto). O caranguejo-ferradura salva vidas graças ao seu sangue único, mas podemos proteger esses animais? National Geographic. https://www.nationalgeographic.es/animales/2022/08/el-cangrejo-herradura-salva-vidas-gracias-a-su-sangre-unica-pero-podemos-proteger-a-estos-animales
5. Minkner, R., Xu, J., Zagst, H., Wätzig, H., Kato, T., Oltmann-Norden, I., & Park, E. Y. (2020). Uma abordagem sistemática e metódica para a purificação eficiente de proteína recombinante da hemolinfa larval do bicho-da-seda. Journal of Chromatography. B, Analytical Technologies in the Biomedical and Life Sciences, 1138(121964), 121964. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2019.121964
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