Estudo da toxicidade das peçonhas da arraia Potamotrygon leopoldi em embriões de Zebrafish

ABSTRACT

Among aquatic animals, there are some species of venomous fish that represent a public health problem, including freshwater stingrays. Accidents involving these animals result in local pain, edema, tissue necrosis, tissue laceration caused by the sting with serrated edges and the risk of the clinical condition developing into a serious infection due to exposure to bacteria. In the Xingu River basin, accidents involving freshwater stingrays are common, especially with the species Potamotrygon leopoldi, whose defense apparatus is a stinger and spines on its tail. As this is an understudied species whose accidents occur in a region far from large urban centers, they are underreported and often do not receive adequate treatment. Therefore, the aim of this study was to evaluate the venom toxicity present in the sting and spines of adult P. leopoldi of both genera. The samples were collected in the Xingu River basin in the state of Pará, stored in 50 mL Falcon tubes containing PBS, kept under refrigeration and transported to the Applied Toxinology Laboratory at the Butantan Institute. After epithelial scraping of the sting and maceration of spines, we used the Bradford technique to quantify the proteins, electrophoresis to identify the protein profile and the acute toxicity test on zebrafish embryos to determine the lethal and sublethal toxicity parameters after the exposition to 6.25, 25, and 50 μg of protein. The results showed a variation in the amount of stings protein between males and females, with 2.93 mg/mL and 1.91 mg/mL, respectively; this was also reproduced in the protein values of the spines, 7.71 for the female samples and 12.27 mg/mL for the males. The electrophoretic profile of the proteins did not differ significantly between the groups; however, it was complex with around 8-12 bands distributed between 198 and 6 kDa. With regard to the toxicity test, we found a low mortality rate at low doses, where the groups exposed to both the sting and thorn toxins did not exceed 20% mortality. When the dose was increased, mortality and teratogenicity were high, especially the female spines at the dose of 25 μg. We can conclude that the proteins in the spines of both genera stand out compared to the stingers. However, the results of the toxicity test suggested that the toxin from the stingers is more toxic compared to the spines, except at a dose of 25 μg, where it caused greater toxic effects on the zebrafish embryos.

RESUMO

Dentre os animais aquáticos existem algumas espécies de peixes peçonhentos que representam um problema de saúde pública, dentre eles destacam-se as arraias de água doce. Os acidentes com esses animais resultam em dor local, edema, necrose tecidual, dilaceração do tecido causada pelo ferrão com bordas serrilhadas e risco de evoluir o quadro clínico para uma infecção grave devido a exposição a bactérias. Na bacia do rio Xingu os acidentes com arraias de água doce são comuns, em especial com a espécie Potamotrygon leopoldi, que apresenta como aparato de defesa ferrão e espinhos na cauda. Por se tratar de uma espécie pouco estudada e cujos acidentes acontecem em uma região afastada de grandes centros urbanos, estes são subnotificados e comumente não recebem um tratamento adequado. Dessa forma, este trabalho tem como objetivo avaliar a toxicidade da peçonha presente no ferrão e espinhos da espécie P. leopoldi adulta de ambos os gêneros. As amostras foram coletadas na bacia do rio Xingu no estado do Pará, armazenadas em tubos Falcon de 50 mL contendo PBS, mantidos sob refrigeração e transportados até o Laboratório de Toxinologia Aplicada do Instituto Butantan. Após a raspagem epitelial do ferrão e maceração dos espinhos, utilizamos a técnica de Bradford para quantificar as proteínas, eletroforese a fim de identificar o perfil proteico e o teste de toxicidade aguda em embriões de zebrafish para determinar os parâmetros letais e subletais de toxicidade após a exposição de concentrações de 6,25, 25 e 50 μg. Os resultados destacaram uma variação na quantidade de proteínas dos ferrões entre machos e fêmeas, sendo 2,93 mg/mL e 1,91 mg/mL, respectivamente; o que também se reproduz nos valores proteicos dos espinhos, 7,71 para as amostras de fêmeas e 12,27 mg/mL para os machos. O perfil eletroforético das proteínas não divergiu expressivamente entre os grupos; no entanto, demonstrou-se complexo com cerca de 8-12 bandas distribuídas entre 198 a 6 kDa. Com relação ao teste de toxicidade verificamos baixa taxa de mortalidade em menores doses, onde os grupos expostos tanto a peçonha do ferrão quanto a do espinho não ultrapassaram 20% de mortalidade. Ao aumentar a dose, a mortalidade e teratogenicidade tiveram índices altos, em destaque o espinho das fêmeas na dose de 25 μg. Podemos concluir que as proteínas dos espinhos de ambos os gêneros se sobressaem em comparação aos ferrões. Porém, os resultados do teste de toxicidade sugerem que a peçonha dos ferrões é mais tóxica em comparação aos espinhos, exceto na dose de 25 μg, onde causaram maiores efeitos tóxicos nos embriões de zebrafish.