Sangue de homem ajuda a criar antídoto para 19 cobras

Esta é a história de Timothy Friede, um mecânico de veículos pesados, que embarcou em um projeto bastante incomum há cerca de vinte anos. Este entusiasta de cobras, constantemente exposto ao risco de ser picado, começou a se injetar regularmente com veneno extraído de seus espécimes na esperança de desenvolver imunidade. Agora, ao doar seu sangue, ele permitiu que pesquisadores da empresa californiana Centivax (São Francisco) e da Universidade Columbia, em Nova York, criassem um coquetel terapêutico capaz de combater uma ampla gama dos venenos mais formidáveis ​​do mundo.

Esta descoberta, publicada em 2 de maio de 2025 na revista Cell , baseia-se em particular no isolamento de dois anticorpos particularmente poderosos do sangue de Timothy Friede que, entre 2001 e 2018, se injetou voluntariamente com baixas doses de veneno de cobra (mambas, cobras, cascavéis, taipans, entre outras). Este coquetel representa um grande passo para o desenvolvimento de um antídoto universal, capaz de substituir os soros atuais, que muitas vezes são específicos para uma única espécie, caros de produzir e de difícil acesso em regiões do mundo onde as picadas de cobra são mais frequentes.

O envenenamento por picada de cobra, reconhecido pela Organização Mundial da Saúde (OMS) desde 2017 como uma doença tropical negligenciada, causa entre 81.000 e 138.000 mortes a cada ano, deixando de 300.000 a 400.000 pessoas com deficiências duradouras (amputações ou sequelas funcionais de membros). O tratamento tradicional, usado há mais de um século, envolve a administração de um antiveneno, um soro contendo anticorpos produzidos por animais que foram expostos ao veneno de uma ou mais espécies de cobra.

Existem mais de 600 espécies de cobras venenosas, todas elas extremamente diversas geneticamente. Entre elas, 85 espécies representam uma grande ameaça à saúde humana: 31 são classificadas na categoria 1 e 54 na categoria 2 pela Organização Mundial da Saúde. A categoria 1 inclui as cobras mais perigosas, responsáveis ​​por envenenamentos graves ou fatais, enquanto a categoria 2 inclui cobras que também são venenosas, mas consideradas menos prioritárias em termos de saúde pública.

Como Jacob Glanville, Peter D. Kwong e colegas apontam em seu artigo publicado na Cell , a grande variedade de toxinas encontradas no veneno de tantas espécies de cobras venenosas significa que os antivenenos atuais são geralmente eficazes contra uma única espécie ou um pequeno grupo de espécies intimamente relacionadas. Portanto, não há antiveneno específico disponível para a maioria das espécies de cobras e, mesmo dentro da mesma espécie, a eficácia do tratamento pode variar consideravelmente dependendo das diferenças genéticas específicas de cada área geográfica. Além disso, identificar corretamente a cobra responsável pela picada, uma etapa crucial na administração do antídoto apropriado, costuma ser um desafio tanto para as vítimas quanto para os cuidadores.

Cada espécie de cobra produz entre 5 e 70 toxinas proteicas distintas. Portanto, é compreensível que, mesmo que fôssemos capazes de desenvolver um antídoto específico para cada toxina, seria irrealista agrupá-los em um único tratamento, porque a dose necessária para garantir uma proteção eficaz excederia em muito os limites de segurança toleráveis ​​em humanos.

Além disso, como os tratamentos atuais à base de soro são de origem animal, eles podem causar efeitos adversos graves, como reações alérgicas graves, principalmente com novas injeções. Embora técnicas para fragmentar anticorpos (imunoglobulina G) para reter apenas as partes ativas, chamadas fragmentos Fab, tenham sido desenvolvidas para limitar essas reações adversas, elas também reduzem a duração da ação do tratamento, exigindo doses repetidas. Além disso, a eficácia dos antivenenos tradicionais é frequentemente comprometida pela presença de proteínas estranhas não específicas e pela baixa proporção de anticorpos especificamente direcionados contra toxinas de veneno, sendo essa proporção estimada entre 9% e 15% em antivenenos policlonais polivalentes.

Os pesquisadores se perguntaram se um coquetel de vários agentes de amplo espectro poderia proteger camundongos contra diferentes classes de toxinas de cobras, mas também contra venenos de diversas espécies. A equipe californiana projetou sequencialmente um antídoto capaz de atingir um grande número de espécies de cobras.

A abordagem deles começou com a família Elapidae, um grupo de cobras venenosas conhecidas por suas neurotoxinas, que afetam o sistema nervoso (como cobras, mambas, kraits ou cobras-corais). Gradualmente, eles enriqueceram sua fórmula para estender sua eficácia a outras espécies. A família Elapidae inclui quase metade de todas as espécies de cobras venenosas, com mais de 50 gêneros e 300 espécies.

Mais de 80% da massa do seu veneno é composta por toxinas chamadas 3FTX ( Toxinas dos Três Dedos ) e fosfolipase A2 (PLA2). 3FTX recebe esse nome por causa de sua estrutura espacial, que lembra uma mão com três dedos alongados. Essas toxinas têm como alvo principal o sistema nervoso. Eles funcionam bloqueando os receptores nicotínicos de acetilcolina (nAChRs), que são essenciais para a transmissão de sinais entre nervos e músculos. LNX (neurotoxinas longas) e SNX (neurotoxinas curtas), que fazem parte da família 3FTX, estão entre as toxinas mais mortais no veneno de cobra. Até o momento, não foram identificados pequenos inibidores adequados para uso como medicamentos para neutralizar essas toxinas.

LNX e SNX paralisam neurônios não apenas em mamíferos, mas também em aves, répteis, anfíbios e peixes. Para serem tão eficazes em tantas espécies, essas toxinas devem, independentemente da espécie de cobra, ligar-se a uma região específica dos receptores nicotínicos de acetilcolina. Isso levou os pesquisadores a considerarem o desenvolvimento de anticorpos capazes de neutralizar essas toxinas, independentemente da espécie de cobra.

Mas voltemos a Timothy Friede, o homem que, durante 18 anos, se inoculou voluntariamente com o veneno de inúmeras cobras, incluindo mambas, najas, cascavéis, cobras d'água, taipans, cobras corais orientais, kraits comuns e listradas, cobras-tigre e cobras marrons orientais.

Os pesquisadores levantaram a hipótese de que essas exposições repetidas a vários venenos podem ter induzido o homem a produzir anticorpos de amplo espectro capazes de reconhecer padrões (epítopos) comuns às toxinas de diferentes espécies de cobras. Então eles começaram a isolar esses anticorpos do sangue de Timothy Friede. Quarenta mililitros de seu plasma foram suficientes para realizar este estudo, representando aproximadamente 16 milhões de linfócitos B, células imunes capazes de produzir anticorpos.

Os resultados iniciais revelaram que o plasma deste doador hiperimune continha níveis muito altos de anticorpos contra várias neurotoxinas longas (LNX) produzidas pela mamba negra.

Cientistas conseguiram isolar anticorpos poderosos e de amplo espectro do sangue desse doador hiperimune. Para fazer isso, eles usaram uma técnica sofisticada de laboratório para construir uma "biblioteca" de anticorpos produzidos pelo sistema imunológico. Essa coleção de anticorpos foi então testada contra as toxinas de quatro cobras particularmente venenosas: a mamba-negra, a naja-do-cabo, a taipan-costeira e a krait-comum.

Entre os anticorpos identificados, 64 foram capazes de reconhecer toxinas de diversas espécies. Notavelmente, 95% desses anticorpos vieram de uma única linhagem dominante. Os pesquisadores conseguiram isolar o anticorpo LNX-D09, que é capaz de neutralizar os venenos de seis espécies, sugerindo que a toxicidade desses venenos se deve principalmente ao LNX.

O LNX-D09 sozinho forneceu proteção completa contra injeções letais de veneno de quatro espécies de cobras (incluindo a cobra-real) e a mamba-negra, mesmo com um atraso de 10 minutos entre a injeção intramuscular de veneno em camundongos e a administração intravenosa do anticorpo.

Para entender como o anticorpo LNX-D09 é capaz de reconhecer as toxinas de muitas cobras, os pesquisadores estudaram sua estrutura atômica usando cristalografia. Eles conseguiram então visualizar como esse anticorpo se liga às toxinas LNX de quatro das cobras mais perigosas (mamba-negra, cobra-do-cabo, taipan-costeira e krait-comum).

Eles descobriram que a região onde o anticorpo LNX-D09 se liga à neurotoxina corresponde à região que a toxina usa para se ligar ao receptor nicotínico de acetilcolina. Em outras palavras, o anticorpo bloqueia a toxina no mesmo local onde ela normalmente se liga para afetar o sistema nervoso, impedindo assim sua ação. Essa interação explica por que o anticorpo LNX-D09 é capaz de neutralizar efetivamente um grande número de toxinas semelhantes de diferentes espécies de cobras.

A fosfolipase A2 (PLA2) é a segunda toxina mais comum nos venenos de muitas cobras da família Elapidae, perdendo apenas para as neurotoxinas 3FTX. Para entender como essa toxina contribui para o perigo do veneno, pesquisadores conduziram experimentos em camundongos usando um medicamento, o varespladib. Inicialmente desenvolvido como um anti-inflamatório, ele bloqueia especificamente a ação da PLA2. Os pesquisadores testaram o varespladib sozinho e depois o combinaram com o anticorpo LNX-D09 em três cobras particularmente venenosas: a cobra-tigre, a taipan costeira e a taipan do deserto.

Os resultados obtidos com o veneno da cobra-tigre mostraram que a proteção foi completa quando os dois tratamentos foram usados ​​juntos, com o varespladib sendo renovado a cada 8 horas, pois seu efeito desaparece rapidamente. Resultados semelhantes foram observados com venenos de taipan: independentemente de o varespladib ter sido usado sozinho ou em combinação com o anticorpo, os camundongos foram completamente protegidos da morte. Assim, a adição de varespladib, um inibidor de PLA2, estendeu a proteção a três outras espécies cuja toxicidade do veneno é principalmente devida à fosfolipase A2.

Embora a inibição de LNX e PLA2 tenha protegido contra os venenos de nove espécies de cobras elapídeos de categoria 1 ou 2 da OMS, os venenos da krongar indiana, da cobra marrom oriental, da cobra cuspidora de Java (Naja sputatrix) e da mamba verde ocidental (Dendroaspis viridis) permaneceram letais mesmo após a administração desse coquetel de dois componentes.

Os pesquisadores então suspeitaram que outra categoria de toxinas, as neurotoxinas curtas (SNX), geralmente a terceira família mais comum de toxinas nesses venenos, era responsável por essa mortalidade persistente. Eles então empreenderam uma pesquisa para isolar um anticorpo capaz de neutralizar efetivamente essas toxinas.

Usando o mesmo método usado para isolar o anticorpo neutralizante de toxina LNX, os pesquisadores identificaram um segundo anticorpo no sangue de Timothy Friede, chamado SNX-B03, que foi capaz de se ligar efetivamente às toxinas SNX da mamba negra, da cobra-do-cabo, da cobra-tigre e da Tropidechis carinatus .

A cristalografia revelou que, embora as toxinas SNX e LNX atuem no mesmo receptor nicotínico de acetilcolina (nAChR), elas se ligam a áreas distintas desse receptor. No entanto, essas áreas são suficientemente bem conservadas entre diferentes espécies, sugerindo que um anticorpo poderia reconhecê-las em uma ampla gama de cobras.

Experimentos mostraram que adicionar SNX-B03 ao coquetel anterior ampliou significativamente sua eficácia contra os venenos de cobras assustadoras. Composto por três elementos que atuam em três grandes famílias de toxinas (LNX, SNX e PLA2), esse coquetel demonstrou ser altamente protetor em camundongos contra um grande número de espécies venenosas.

Os pesquisadores queriam saber se adicionar o anticorpo SNX-B03 a uma mistura já composta de LNX-D09 e varespladib ofereceria maior proteção contra certos venenos que ainda eram resistentes à combinação dessas duas moléculas. Um coquetel combinando esses três componentes (anticorpos LNX-D09, SNX-B03 e varespladib) protegeu completamente os camundongos contra o veneno extremamente tóxico do arenque comum. Tomados isoladamente ou em pares, esses agentes forneciam apenas proteção parcial, mas juntos agiam sinergicamente para neutralizar o veneno de forma eficaz.

O anticorpo SNX-B03, tendo demonstrado proteção eficaz contra toxinas SNX letais e proteção aprimorada onde outras combinações permaneceram limitadas, foi integrado como o terceiro componente do coquetel antiveneno terapêutico. Com essa combinação tripla, os pesquisadores alcançaram proteção completa contra os venenos do arenque listrado, da cobra coral oriental e da cobra mulga, bem como uma melhora significativa na sobrevivência de várias outras espécies: cobra cuspidora de Java (7,6 vezes), cobra árabe (4,1 vezes), cobra russa (3,7 vezes) e Acanthophis antarcticus (a víbora da morte) (10,5 vezes).

Para venenos que são sempre letais, a adição de um anticorpo anti-SNX, além de inibidores de LNX e PLA2, estendeu a proteção a todas as 19 espécies de cobras e forneceu proteção completa para a maioria dos venenos. Ao fazer isso, os pesquisadores desenvolveram um coquetel mínimo que oferece ampla proteção contra toda a família Elapidae.

Este coquetel de três agentes (LNX-D09, SNX-B03, varespladib) forneceu proteção in vivo completa contra dez cobras da Categoria 1 da OMS, bem como cobertura completa para três espécies da Categoria 2. Também forneceu proteção parcial contra cinco cobras de categoria 1 e uma de categoria 2.

Esta tripla associação abrange uma ampla área geográfica: América do Norte, África (Norte, Subsaariana e Meridional), Ásia (do Oeste ao Sudeste Asiático, passando pelo subcontinente indiano), Austrália e Oceania. O resultado: 100% de proteção para 13 espécies de cobras e, para as outras seis, alguns camundongos sobreviveram. Por fim, esse coquetel permitiu uma sobrevivência prolongada, multiplicada por um fator de 3,7 a 10,5, dependendo da espécie.

"Demonstramos o sucesso da combinação de um coquetel mínimo de dois anticorpos de amplo espectro e um inibidor de molécula pequena como prova de conceito para um antídoto universal", resumem os autores.

Tal avanço representaria um grande passo à frente no tratamento de envenenamentos. Segundo eles, "esse tipo de antídoto evitaria a necessidade de identificação da espécie antes da administração do tratamento, fornecendo assim cobertura para muitas das 650 espécies de cobras venenosas listadas e para regiões do mundo onde nenhum antídoto adequado está disponível atualmente".

O estudo vai além do trabalho anterior que identificou anticorpos e proteínas de amplo espectro capazes de neutralizar toxinas LNX. Esta pesquisa já destacou os limites de uma abordagem baseada em um único componente. De fato, na maioria dos casos, isso se mostra insuficiente para desenvolver um antídoto verdadeiramente eficaz, já que os venenos geralmente contêm diversas toxinas.

Este novo trabalho abre caminho para o desenvolvimento de um antídoto universal, baseado no uso de anticorpos humanos em vez de anticorpos de animais. É importante lembrar que um soro antiveneno é tradicionalmente feito pela injeção de pequenas doses de veneno de cobra em animais, como cavalos. O sistema imunológico responde produzindo anticorpos, que são então coletados e usados ​​como tratamento. Este processo de produção não mudou desde o século XIX.

Concluindo, é importante ressaltar que a avaliação in vivo deste coquetel antiveneno foi realizada em camundongos. Mais estudos precisarão ser conduzidos, usando doses maiores de veneno e modelos animais maiores, para determinar se outras toxinas importantes também devem ser alvos. A eficácia desse superantídoto será avaliada em breve na Austrália em cães levados a clínicas veterinárias por picadas de cobra.

Por fim, os autores ressaltam que os Elapidae representam apenas cerca de metade das espécies de cobras venenosas. Quanto aos Viperidae, incluindo víboras e cascavéis, será necessário o desenvolvimento de agentes neutralizantes adicionais de amplo espectro. O método iterativo desenvolvido por esta equipe pode ser adaptado para enfrentar esses desafios.

Para saber mais: