Abrus precatorius L.
Toxicidade
A toxicidade define-se como a capacidade inerente e potencial de um agente tóxico provocar efeitos nocivos em organismos vivos.
Todas as partes da planta são tóxicas, mas as sementes apresentam uma toxicidade muito superior ao resto da planta, devido à maior concentração em compostos tóxicos. [1] Os constituintes das sementes associados à toxicidade da planta são as lectinas tóxicas abrina e aglutinina, sendo portanto estes compostos os abordados.
Abrina
Abrus precatorius contém lectinas tóxicas como é o caso da abrina (DL50= 0,1-1μg/Kg).[I] A abrina é estruturalmente similar à ricina, toxina presente em Ricinus communis. É muitas vezes descrita como mortal e estudos declaram que é mais tóxica que a ricina (DL50= 5-10μg/Kg).[I] Apesar de estar presente em toda a planta, as sementes são alvo de maior atenção porque têm um invólucro exterior indigesto, passando pelo sistema digestivo sem danos; se mastigadas ou esmagadas, a abrina é libertada e o perigo de intoxicação é elevado. Sabe-se, no entanto, que a abrina é muito lentamente absorvida pelo organismo e, portanto, uma ação rápida após a ingestão pode prevenir consequências graves (a morte normalmente ocorre 2-3 dias após ingestão).
A abrina trata-se de uma glicoproteína heterodimérica tóxica muito potente, com um peso de 65 kDa. Pertence à família de proteínas inativadoras dos ribossomas II (RIP-II), e consiste numa subunidade tóxica (subunidade A) e numa subunidade com capacidade de se ligar à galactose (subunidade B), ligadas por uma ponte dissulfídica. [17,18,19]
Estrutura tridimensional da abrina
Adaptado de: TH, T., TH, L., YL, C., & JY, L. (1995). Crystal structure of abrin-a at 2.14 A. Journal of Molecular Biology, 252(2), 154.
Mecanismo de toxicidade:
A subunidade B da abrina (haptómero) é capaz de se ligar à superficie de uma grande variedade de células, particularmente células do sistema reticuloendotelial, que são umas das poucas linhagens celulares que expressam receptores de manose aos quais a abrina que se liga avidamente. Uma vez internalizada, a subunidade A da abrina (efetómero) é transportada da membrana celular para os ribossomas, onde inactiva a subunidade 60S ribosomal cataliticamente por remoção da adenina da posição 4 e 324 do 28S rRNA e, por isso, inibe a síntese de proteínas, causando a morte cellular. Estudos in vitro sugerem que a abrina é toxicologicamente mais potente que a ricina neste ponto.[20]
Muitas das características observadas no envenenamento por abrina podem ser explicadas pelo dano de células endoteliais, o que causa um aumento da permeabilidade capilar, com a consequente fuga de fluído intracelular, quebra da proteína e edema tecidular (síndrome do vazamento vascular).
Alguns autores sugerem que a abrina tem um efeito tóxico direto no sistema nervoso central, mas esta afirmação ainda não foi fundamentada. A aglutinação dos glóbulos vermelhos foi também citada como um mecanismo de toxicidade, embora tenha sido mostrado que a abrina pura tem um poder hemaglutinante baixo, e que a aglutinação in vitro causada pelo extrato da ervilha do rosário é maioritariamente devido à aglutinina Abrus.[10,14]
Ilustração do mecanismo de toxicidade da abrina.
Adaptado de: Gadadhar, S., & Karande, A. (2013). Abrin Immunotoxin: Targeted Cytotoxicity and Intracellular Trafficking Pathway. PLoS ONE, 8(3).
Toxicocinética:
Existe alguma controvérsia acerca do destino da abrina após ingestão. Como esta é uma proteína, é provável que a abrina seja parcialmente digerida, reduzindo a sua toxicidade. Contudo foi sugerido que esta é estável no trato gastrointestinal. Uma investigação in vitro do efeito da tripsina na abrina mostrou que a maioria da toxina é digerida em 3 horas. Devido ao seu elevado peso molecular(65kDa), é absorvida no intestino em pouca quantidade. Contudo, o facto da ingestão da ervilha do rosário ter sido por vezes fatal, sugere que mesmo que a abrina seja significativamente digerida e pobremente absorvida, a pequena quantidade não digerida da toxina é suficiente para causar sequelas severas.
Apos injeção intravenosa de abrina em ratinhos, a maior parte da dose administrada foi encontrada no fígado, seguido do sangue, pulmões, baço, rins e coração. Quando injetada nos ratos pela via intraperitoneal, a maior parte da dose continuou a ser encontrada no fígado, sendo seguida pelos rins e pelo sangue. Nos dois estudos, a abrina foi encontrada predominantemente na sua forma não degradada. A eliminação é quase exclusivamente renal , sob a forma de produtos de degradação de baixo peso molecular.[14]
Aglutinina
A aglutinina da espécie Abrus precatorius, tal como a abrina, é uma lectina que pertence à família das proteínas capazes de inativar ribossomas II (RIP-II). É uma proteína heterotetramérica com um peso molecular de 134 kDa. À semelhança da abrina, é constituída por uma subunidade tóxica, a cadeia A, e uma subunidade capaz de se ligar à galactose, a cadeia B, sendo as duas cadeias ligadas por uma ponte dissulfídica. Contudo, a capacidade de inibir a síntese proteica é menor com esta lectina quando comparada com a abrina – IC50 = 3,5nM para a aglutinina e IC50 = 0,05nM para a abrina. Esta menor toxicidade poderá ser explicada pela substituição do aminoácido Asn200 na cadeia A da Abrina por Pro199 na aglutinina.[21] Por ser uma aglutinina tem capacidade de aglutinar os glóbulos vermelhos, o que contribui para a sua toxicidade.[21]
Estrutura tridimensional da aglutinina
Adaptado de: J., C., TH., L., CL., L., & JY., L. (2010). A biophysical elucidation for less toxicity of agglutinin than abrin-a from the seeds of Abrus precatorius in consequence of crystal structure. Journal of Biomedical Sciences, 17(34).