Study of mechanism of action of Scorpion neurotoxins

RIASSUNTO Gli Scorpioni sono importanti rappresentanti del phylum Artropodi. Essi si sono ben adattati a condizioni ambientali estreme e giocano un ruolo fondamentale in diversi ecosistemi. Allo stesso tempo gli scorpioni sono responsabili di più di 1.2 milioni di punture per anno con quasi 3000 morti in tutto il mondo. Sono due le famiglie di scorpioni pericolose per l’uomo: Buthida e Hemiscorpiidae. Le punture di scorpione possono causare da effetti lievi come rossore, e dolore a effetti gravi che causano danni a diversi organi ed eventualmente la morte del soggetto colpito. Il veleno di scorpione è costituito da diversi componenti come peptidi a basso peso molecolare, lipidi ed enzimi. Gli effetti patologici della puntura di scorpione sono causati dalla presenza di diverse tossine (neurotossina, cardiotossina, nefrotossina, tossina emolitica) e diversi enzimi (fosfodiesterasi, fosfolipasi, ialuronidasi) nel veleno. Dato che gli scorpioni hanno una lunga storia evolutiva, durante questo lungo periodo hanno sviluppato un serie di peptidi e proteine che possiedono diverse funzioni biologiche. Grazie alla loro abbondanza e quindi alla facilità d’isolamento, i componenti del veleno più studiati sono le tossine che esplicano la loro azione sui canali ionici i quali sono stati molto studiati e descritti in dettaglio in letteratura. Recentemente è stata descritta una nuova classe di metalloproteasi di scorpione capace di proteolizzare le proteine SNARE che è stata denominata Antarease. Fino ad ora le proteine SNARE che hanno un ruolo chiave nel processo di neuroesocitosi, sono state descritte essere il bersaglio molecolare solo di neurotossine batteriche quali le tossine del tetano e del botulismo. Per studiare questa nuova classe di metalloproteasi, abbiamo analizzato l’azione di diversi veleni di scorpioni sia su proteine SNARE ricombinanti sia su modelli di neuroni primari in coltura. Questo studio ha dimostrato la presenza di metalloproteasi simili all’Antarease in specie di scorpioni Buthus eupeus e Orthochirus scrobiculosus e che questi enzimi sono in grado di proteolizzare in maniera specifica le proteine SNARE.