DianaAlineNogaMoraisFerreira-DISSERT

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE 
CENTRO DE BIOCIÊNCIAS 
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM PSICOBIOLOGIA 
 
 
 
 
 
EFEITO ANTICONVULSIVANTE DE FRAÇÕES ISOLADAS DA PEÇONHA 
DA FORMIGA Dinoponera quadríceps (Formicidae: Ponerinae) 
 
 
 
 
 
Aluna: Diana Aline Nôga Morais Ferreira 
Orientadora: Profa. Dra. Alessandra Mussi Ribeiro 
 
 
 
 
 
 
NATAL/RN 
2015 
 
 
 
DIANA ALINE NÔGA MORAIS FERREIRA 
 
 
 
 
 
EFEITO ANTICONVULSIVANTE DE FRAÇÕES ISOLADAS DA PEÇONHA 
DA FORMIGA Dinoponera quadríceps (Formicidae: Ponerinae) 
 
 
 
 
 
Dissertação apresentada à 
Universidade Federal do Rio Grande 
do Norte para obtenção do título de 
mestre em Psicobiologia. 
 
 
 
 
Orientadora: Profa. Dra. Alessandra Mussi Ribeiro 
 
 
 
 
Natal 
2015 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Título: Efeito Anticonvulsivante de Frações Isoladas da Peçonha da Formiga 
Dinoponera quadríceps (Formicidae: Ponerinae) 
 
 
 
Autora: Diana Aline Nôga Morais Ferreira 
 
 
 
Data da defesa: 11/05/2015 
 
 
 
 Banca Examinadora: 
 
 
 Profª Dr. Alessandra Mussi Ribeiro 
 Universidade Federal de São Paulo, SP 
 
 
 Profª Dr. Regina Helena da Silva 
 Universidade Federal de São Paulo, SP 
 
 
 Prof. Dr. Wagner Ferreira dos Santos 
Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de 
Ribeirão Preto da USP, SP 
 
 
AGRADECIMENTOS 
Agradeço primeiramente a minha família. Aos meus pais, Sônia e 
Ferreira, que investiram pessoal e financeiramente em mim, permitindo que 
chegasse a esse momento. E ao meu irmão mais velho, David, pela amizade, 
suporte e as inúmeras caronas. 
Agradeço a todo grupo do LEME que sempre esteve presente para 
ajudar, fosse nos experimentos ou apenas com aquele incentivo tão 
necessário. Especialmente a Ramón Hypolito e Ywlliane Meurer que 
seguraram as pontas no momento de maior necessidade, atuando como 
administradores, pedreiros, pintores, mas principalmente como co-orientadores 
e amigos, que não permitiram que nos deixássemos abater diante das 
dificuldades. 
A todos os meus amigos, que me apoiaram nos momentos de dúvida e 
tristeza e proporcionaram diversos momentos de alegria. Especialmente a 
Jéssica Damasceno, Alexandre Costa, Amanda Borges, Fernanda Cagni, 
Ramón Hypolito e Ywlliane Meurer. 
Ao meu namorado e grande companheiro, Luiz Eduardo, que me ajudou 
em praticamente todos os experimentos e esteve sempre ao meu lado, me 
apoiando e me fazendo uma pessoa melhor a cada dia. 
Por fim, a minha orientadora, Alessandra Ribeiro, pela paciência, pelos 
direcionamentos e ensinamentos durante esses cinco anos de orientação. E a 
todos que de alguma forma contribuíram para minha formação e para 
construção desse trabalho. 
 
Muito obrigada! 
 
 
RESUMO 
A epilepsia é uma patologia crônica do sistema nervoso central que afeta 
cerca de 65 milhões de indivíduos no mundo. Aproximadamente 30% desses 
indivíduos desenvolvem crises convulsivas que persistem apesar do tratamento 
monitorado com drogas antiepilépticas. Assim, há uma evidente necessidade 
do desenvolvimento de novos fármacos antiepilépticos e as peçonhas podem 
ser uma excelente fonte de modelos. Nesse contexto, enquanto já vários 
estudos sobre peçonhas de serpentes, escorpiões e aranhas, pouco se sabe 
sobre as peçonhas de formigas. Estudos prévios do nosso laboratório 
demonstraram que a peçonha desnaturada da formiga Dinoponera quadríceps 
protegeu camundongos de crises convulsivas e morte induzidas por bicuculina 
(BIC). Nesse contexto, o objetivo desse trabalho foi investigar o potencial 
anticonvulsivante de frações isoladas da peçonha de D. quadríceps em crises 
convulsivas induzidas pela BIC, bem como uma análise dos efeitos dessas 
frações no comportamento natural dos camundongos no campo aberto. Os 
animais foram divididos em grupos, os quais receberam injeções (1 mg/ml 
i.c.v.) de seis frações distintas e tiveram seu comportamento geral observado 
no campo aberto durante 30 min. No segundo experimento, os animais 
receberam as mesmas frações 20 min antes da administração de bicuculina 
(10 mg/ml). Em seguida, foi analisado o comportamento motor convulsivo 
desses animais durante 30 minutos no campo aberto. No primeiro experimento, 
não foram observadas alterações comportamentais. Já no segundo 
experimento, a administração prévia de DqTx1, DqTx3, DqTx4 e DqTx6 
aumentou a latência para o desenvolvimento de crises tônico-clônicas. Além 
disso, todas as frações, exceto DqTx5, aumentaram a latência para a morte 
 
 
dos animais. Ainda, os melhores resultados foram obtidos com a fração DqTx6, 
que protegeu 62,5% dos animais testados contra o desenvolvimento de crises 
tônico-clônicas e 100% dos animais contra a morte. 
 
 
 
 
Palavras-chave: Bicuculina, crises tônico-clônicas, design de fármacos, 
compostos bioativos, antiepiléticos. 
 
 
ABSTRACT 
Epilepsy affects at least 65 million people worldwide and the available 
treatment is associated with various side effects. Approximately 20-30% of the 
patients develop seizures that persist despite of careful monitored treatment 
with antiepileptic drugs. Thus, there is a clear need for the development of new 
antiepileptic drugs and the venoms can be an excellent source of probes. In this 
context, while there are studies on venoms from snakes, scorpions and spiders, 
little is known regarding venom from ants. Previous studies from our group 
showed that denatured venom from ant Dinoponera quadriceps protected mice 
from seizures and death induced by bicuculline (BIC). In this context, the aim of 
this study was to investigate the anticonvulsant activity of compounds isolated 
from D. quadriceps venom on seizures induced by BIC, as well as an analysis 
of its effects on spontaneous behavior in mice. Animals were divided into 
groups, which received injections (1 mg/ml; i.c.v.) of six distinct venom fractions 
and had their general behavior analyzed for 30 min in the open field. In the 
second experiment, we carried out the same fractions injection protocol 20 min 
before the administration of bicuculline (10 mg/ml). Immediately after, we 
analyzed animals’ seizures behavior during 30 min in open field. In the first 
experiment we did not observe behavioral alterations. Conversely, in the 
second experiment, previous administration of DqTx1, DqTx3, DqTx4 and 
DqTx6 increased latency for onset of tonic-clonic seizures. Moreover, all 
fractions, except DqTx5, increased latency to animals’ death. Yet, we obtained 
our best result with DqTx6 fraction, which protected 62.5% of tested animals 
from development of tonic-clonic seizures. Further, this fraction protected all 
tested animals from seizure episodes followed by death. 
 
 
Keywords: bicuculline, tonic-clonic seizures, drug design, bioactive 
compounds, antiepileptic drug. 
 
 
SUMÁRIO 
1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 11 
1.1. Epilepsia ......................................................................................................................... 11 
1.2. Breve histórico dos produtos naturais: Os venenos como fontes de fármacos .. 12 
1.3. Venenos e peçonhas: uma visão geral ..................................................................... 14 
1.4. Peçonhas e toxinas de vertebrados .......................................................................... 17 
1.5. Peçonhas e toxinas de invertebrados ....................................................................... 19 
1.5.1 Dinoponera quadriceps.......................................................................................... 24 
2. REFERÊNCIAS ............................................................................................................... 26 
3. OBJETIVOS ....................................................................................................................33 
3.1 Objetivo Geral ................................................................................................................. 33 
3.2 Objetivos Específicos .................................................................................................... 33 
4. ARTIGO ........................................................................................................................... 34 
Introduction ............................................................................................................................ 38 
Material and Methods .......................................................................................................... 40 
Ants collection and fraction obtainment ........................................................................ 40 
Animals ............................................................................................................................... 41 
Surgery ............................................................................................................................... 41 
General Procedures ......................................................................................................... 42 
Behavioral analysis .......................................................................................................... 42 
Verification of the injection site ....................................................................................... 43 
Statistical analysis ............................................................................................................ 44 
Results .................................................................................................................................. 44 
HPLC purification .............................................................................................................. 44 
Primary screening ............................................................................................................. 45 
Anticonvulsant assay ....................................................................................................... 46 
Discussion ........................................................................................................................... 48 
Acknowledgements ........................................................................................................... 52 
References ........................................................................................................................... 52 
5 ANEXO ............................................................................................................................. 70 
 
11 
 
1. INTRODUÇÃO 
1.1. Epilepsia 
A Epilepsia é uma doença do cérebro caracterizada por uma contínua 
predisposição para a geração de uma atividade neuronal excessiva ou 
sincrônica, bem como pelas consequências neurobiológicas, cognitivas, 
psicológicas e sociais resultantes dessa condição (Fisher et al., 2005, 2014). 
As crises epilépticas podem ser classificadas como do tipo focal ou 
generalizada. As crises focais são caracterizadas por se originarem e 
permanecem em redes neurais limitadas a um hemisfério cerebral e pela 
consistência com relação ao seu local de início. Já as crises generalizadas se 
caracterizam por envolverem redes distribuídas nos dois hemisférios cerebrais, 
sendo subclassificadas em ausência, ausência com características especiais, 
mioclônica, clônica, tônica, atônica e tônico-clônica (Berg et al., 2010). Este 
transtorno neurológico afeta aproximadamente 65 milhões de indivíduos no 
mundo (Thurman et al., 2011) e aproximadamente 30% desses desenvolvem 
uma epilepsia crônica que não responde a nenhum fármaco antiepiléptico 
(Löscher, 1997; Rosillo-de la Torre, 2014). 
No Brasil, são poucos os estudos que abordam o caráter epidemiológico 
da epilepsia. O mais recente, que foi realizado por Kanashiro (2006) em 
Campinas e São José do Rio Preto sugere que aproximadamente 0,88% da 
população brasileira teria epilepsia e destes, aproximadamente 25,3% não 
receberia o tratamento correto. 
Os fármacos antiepilépticos atualmente utilizados atuam através de três 
mecanismos principais: (1) pelo aumento da neurotransmissão inibitória 
12 
 
mediada pelo ácido gama-aminobutírico (GABA), tendo como exemplos os 
benzodiazepínicos, os barbitúricos, a tiagabina, a vigabatrina, dentre outros. (2) 
através da modulação de canais iônicos voltagem-dependente de sódio, cálcio 
e potássio, tendo como exemplos a fenitoína, a pregabalina, a carbamazepina, 
dentre outros. (3) através da atenuação da transmissão excitatória 
glutamatérgica, tendo como representantes o felbamato e, de forma parcial, o 
topiramato. 
O grande problema é que estes fármacos precisam ser utilizados de 
forma crônica e estão associados a efeitos colaterais negativos, como 
desconforto gástrico, sedação, diplopia, ataxia, nistagmo, hipertrofia gengival, 
osteomalacia, hirsutismo, neuropatia periférica, aumento paradoxal de crises, 
prejuízos cognitivos, distúrbios comportamentais, bem como reações 
idiossincráticas como agranulocitose, pseudolinfoma, falência hepática, falência 
múltipla e anemia aplástica (Kwan, et. al., 2001; Macdonald & Kelly, 1995; 
Mortari et al., 2007b; Rogawski, 2006). Nesse contexto, é clara a necessidade 
do desenvolvimento de novos fármacos que possam tratar os pacientes 
resistentes e/ou apresentar menos efeitos colaterais. Então, uma fonte 
potencial de novos fármacos para o tratamento da epilepsia são os compostos 
isolados de produtos naturais. 
 
1.2. Breve histórico dos produtos naturais: Os venenos como 
fontes de fármacos 
Os produtos naturais constituem uma fonte para obtenção de novas 
substâncias utilizadas no tratamento de doenças humanas desde tempos 
13 
 
remotos (Koehn & Carter, 2005). Por exemplo, desde o século VII a.C. povos 
na Índia utilizavam venenos extraídos de serpentes para prolongar a vida e 
para o tratamento de problemas gastrointestinais (Gomes et al., 2010). Na 
medicina tradicional chinesa (desde a dinastia Song – 960 a 1279), tanto a 
peçonha e/ou corpo do escorpião Buthus martensis são utilizados no 
tratamento de doenças como epilepsia, acidente vascular cerebral e paralisia 
facial (Zhao et al., 2008 and 2011). Ainda, em populações indígenas na 
América Latina, as tarântulas são utilizadas no tratamento de diversas 
doenças, como asma, câncer e erisipela (Machkour-M’Rabet et al., 2011). 
As pesquisas na área de produtos naturais derivados de venenos 
tiveram um aumento considerável entre os anos de 1970 a 1980, com o 
desenvolvimento do anti-hipertensivo captopril a partir do veneno da serpente 
Bothrops jararaca, porém passaram por um declínio durante os anos seguintes. 
Esse declínio foi provavelmente resultado de diversos fatores, entre eles o 
desenvolvimento da química combinatória e os avanços na biologia celular, 
molecular e genômica, que aumentaram a quantidade de substâncias para 
testes e de alvos moleculares, além de reduzirem o tempo para descoberta de 
novos fármacos (Greene et al, 1972; King, 2011; Koehn & Carter, 2005). 
Porém, com o desenvolvimento de técnicas mais eficientes para fracionamento 
e caracterização de produtos naturais e o fato de técnicas concorrentes, como 
a química combinatória, terem falhado na apresentação de novas substâncias 
promissoras, a pesquisa baseada na prospecção de compostos bioativos 
obtidos a partir de produtos naturais voltou a ganhar notoriedade, de forma 
que, em 2010, 50% dos fármacos lançados no mercado foram desenvolvidos a 
14 
 
partir de substancias obtidas a partir de produtos naturais (King, 2011; Molinski 
et al., 2009; Newman & Cragg, 2012). 
Atualmente, dentre os diversos produtos naturais pesquisados, seja para 
o desenvolvimento de novos fármacos utilizados na clínica ou como 
ferramentas para a pesquisa científica, grande parte são princípiosativos 
isolados a partir de peçonhas de serpentes. Isso se deve provavelmente ao 
fato desses animais apresentarem maior quantidade de veneno quando 
comparado com as quantidades obtidas de invertebrados como aranhas, 
escorpiões, dentre outros. Esse quadro começou a mudar com o 
desenvolvimento de técnicas sofisticadas de fracionamento, avanços em 
espectrometria de massa, miniaturização dos testes funcionais e o advento das 
bibliotecas de cDNA, que permitiram a análise direta dos transcritos dos 
venenos (King, 2011). 
 
1.3. Venenos e peçonhas: uma visão geral 
Os venenos são secreções tóxicas, que contem moléculas que 
interferem na fisiologia e em processos bioquímicos de outros animais e são 
produzidas em uma glândula especializada (King, 2011). Alguns animais 
desenvolveram sistemas complexos para aplicação dessas secreções em suas 
vítimas, como dentes modificados, arpões, ferrões, presas, probóscides, entre 
outros (Fry et al., 2009). Esses animais são denominados peçonhentos e seus 
venenos, peçonhas. As composições dos venenos são resultado de um 
processo evolutivo de milhões de anos, o qual permitiu o desenvolvimento e 
incorporação de uma grande quantidade de compostos bioativos com o 
15 
 
objetivo de defesa, predação e de afastar indivíduos competidores (Fry et al., 
2009; Miijanich, 1997; Mortari et al., 2007b). 
Em geral, os venenos são formados por uma combinação de proteínas, 
peptídeos, poliaminas, sais, aminoácidos, minerais e alcaloides (Fry et al., 
2009; Gomes et al., 2010; Lewis & Garcia, 2003; Wong & Belov, 2012). As 
proteínas presentes nesses compostos são resultantes de um processo de 
recrutamento, o qual envolve a duplicação de um gene que codifica uma 
proteína e a expressão seletiva desse gene na glândula (Fry et al., 2009). 
Essas duplicações de genes podem promover o surgimento de novas funções 
e a formação de “famílias multigênicas” (multigene family), que consistem numa 
família de proteínas codificadas por genes similares, que são variações de um 
gene ancestral. Dessa forma, essas proteínas preservam uma mesma estrutura 
básica, que recebe alterações chaves, permitindo uma diversidade de funções 
(Fry et al., 2009; Wong & Belov, 2012). 
Apesar da diversidade na composição de venenos uma grande 
diversidade de espécies apresenta proteínas como as cistatinas, defensinas, 
hialuronidases, lectinas, peptidases, fosfolipases, proteínas secretórias ricas 
em cisteína, esfingomielinases, dentre outras. Todas essas proteínas 
apresentam precursores que possuem um peptídeo sinal na posição N-terminal 
(Fry et al., 2009). Outra característica em comum, é que essas proteínas, bem 
como os peptídeos que agem como toxinas, possuem uma maior quantidade 
de cisteínas, o que permite a formação de pontes de sulfeto, as quais garantem 
maior estabilidade e resistência à degradação por proteases. Essa estabilidade 
é importante para permitir que as toxinas cheguem ainda ativas aos seus alvos 
e, além disso, pode favorecer a produção de fármacos derivados de venenos 
16 
 
em que a via de administração seja oral (Fry et al., 2009; King, 2011; Miijanich, 
1997). 
Por ter uma composição diversificada, os venenos possuem alvos e 
ações diversas no organismo humano. Eles podem agir nos sistemas nervoso, 
cardiovascular, respiratório, gastrointestinal, além de poderem atingir pele, 
músculos e rins, seja por uma ação tecido-específica ou por ações citotóxicas. 
Como consequência, podem causar dor, inchaço, necrose tecidual, náuseas, 
vômitos, paralisias, diarreia, febre, dores de cabeça, visão borrada, tonturas, 
fraqueza ou falta de coordenação muscular, hipotensão, hemorragia, efeitos 
trombóticos e podem levar até a morte, seja por ação direta ou por reações 
anafiláticas (Sitprija & Suteparak, 2008; Wong & Belov, 2012). Quase todos 
esses efeitos podem ser resultados de enzimas presentes no veneno, ou da 
ação de suas toxinas sobre diversos alvos, como canais iônicos, 
transportadores e os mais diversos receptores celulares. 
Como mencionado, as toxinas de venenos sofrem constante pressão 
seletiva, já que é de sua eficácia que depende a aquisição de alimento e 
defesa de muitos animais que as produzem. Assim, geralmente possuem alta 
potência e especificidade de ação para seu alvo molecular. Em suma, essas 
características são difíceis de serem replicadas por outras fontes, e fazem das 
toxinas animais uma fonte única para o desenvolvimento de novos modelos de 
ferramentas e tratamentos farmacológicos (King, 2011). 
 
17 
 
1.4. Peçonhas e toxinas de vertebrados 
Os vertebrados peçonhentos incluem principalmente serpentes, outros 
répteis, peixes e anfíbios. Dentre esses como já mencionados, os mais 
estudados com relação ao potencial de suas peçonhas são as serpentes, as 
quais são divididas em quatro famílias, Elapidae (najas, cobras-coral, etc), 
Viperidae (cascavel, jararaca, etc), Atractaspidinae e Colubridae (Warrell, 
2012). 
Várias substâncias com grande potencial terapêutico já foram extraídas 
de peçonhas de serpentes. Como já descrito anteriormente, uma das primeiras 
foi a base para o desenvolvimento do anti-hipertensivo Captopril®, um inibidor 
da enzima conversora de angiotensina II, largamente utilizado na clínica para 
tratamento de hipertensão, alguns tipos de patologias cardíacas congestivas e 
na preservação da função renal em indivíduos com neuropatia diabética 
(Izidoro et al., 2014; Liu et al., 2014; Rodrigues & Santos, 2012; Vogel et al., 
2014) 
Outros exemplos de substâncias promissoras extraídas de serpentes 
são a eptifibatida (Integrilin®) e o tirofiban (Aggrastat®), dois anticoagulantes 
que bloqueiam o receptor de glicoproteína IIb/IIIa, que são sintetizados a partir 
de proteínas extraídas do veneno das serpentes Sistrurus miliarus barbouri e 
Echis carinatus, respectivamente (Kereiakes et al., 1996; Earl et al., 2012). 
Esses fármacos estão sendo testados como adjuvantes para recanalização 
vascular em situações como infarto agudo do miocárdio, acidentes vasculares 
isquêmicos e complicações cirúrgicas tromboembolíticas, uma vez que podem 
impedir a ativação plaquetária, impedindo assim a reoclusão e facilitando uma 
destruição mais completa e rápida do trombo (Asadi et al., 2014; Eisenberg et 
18 
 
al., 1992; Sedat et al., 2014). Outra substância é o peptídeo TNP-c, isolado do 
veneno da Oxyuranus microlepidotus, que apresenta similaridade com 
peptídeos natriuréticos, possuindo atividade vasodilatadora e hipotensiva (Fry 
et al., 2005); ou a textilinina-1 (Q8008), um inibidor de serina protease isolada 
do veneno da Pseudonaja textilis, que é um potente e seletivo inibidor de 
plasmina e tripsina e vem sendo testada como agente hemostático em cirurgias 
cardiotorácicas (Earl et al., 2012; Flight et al., 2009). 
Alguns peixes também podem possuir peçonhas, um exemplo é o 
Thalassophryne nattereri, que possui dois espinhos laterais e dois espinhos 
dorsais conectados a glândulas produtoras de peçonha. Essa peçonha quando 
inoculada em humanos é capaz de causar edema e dor severa, seguida de 
necrose tecidual (Lopes-Ferreira et al., 2001). Estudos prévios mostram que a 
peçonha desse peixe pode causar dano a membrana de células musculares, 
bem como alteração de todas as organelas dessas células, além de outras 
propriedades miotóxicas (Lopes-Ferreira et al., 2001). Outras ações 
relacionadas a essa peçonha são a alteração da estrutura da matriz 
extracelular, do conteúdo de colágeno durante a fase de recuperação, da 
organização do citoesqueleto e da formação de pseudópodes em células 
epiteliais (Pareja-Santos et al., 2009). Algumas toxinas isoladas do veneno do 
T. nattereri como as natterinas apresentam ação proteolítica sobre os 
colágenos dos tipos I e IV e componentes da matriz extracelular, convertem 
angiotensina I em angiotensina II, além de inibirem a adesão entre célula e 
matriz extracelular e causaremmorte celular. A nattectina é uma lectina do tipo 
C, que apresenta a capacidade de aumentar a adesão celular mediada por 
integrinas e a sobrevivência de células Hela, em um processo também 
19 
 
mediado por sua interação com integrinas (Komegae et al., 2011; Tenório et al., 
2015). 
Um dos poucos, se não o único mamífero peçonhento é o 
Ornithorhynchus anatinus, que injeta sua peçonha através de esporas nas 
patas traseiras, as quais estão ligadas a uma glândula produtora da peçonha 
que surge durante o período de reprodução. O envenenamento de humanos 
causa inchaço e dor intensa, que não é amenizada pela administração de 
morfina (Fenner et al., 1992). A peçonha bruta deste animal foi capaz de 
causar edema na pata de ratos, com pico entre 20 a 30 minutos e relaxamento 
do útero pré-contraídos de ratos (De Plater et al., 1995). O isolamento da 
peçonha desse animal demonstrou a presença de peptídeos semelhantes à  e 
a -defensinas e peptídeos natriuréticos (Whittington et al., 2008). 
Apesar dos vertebrados, especialmente as serpentes, terem sido os 
principais alvos dos estudos iniciais com peçonhas, como já mencionado 
anteriormente, os avanços técnicos recentes e o desenvolvimento de um maior 
conhecimento sobre o sistema nervoso, permitiram que as peçonhas de 
invertebrados também fossem alvo de novas pesquisas. 
 
1.5. Peçonhas e toxinas de invertebrados 
Os invertebrados peçonhentos incluem, entre outros, aranhas, 
escorpiões, caramujos, águas-vivas, vespas, abelhas e formigas. As peçonhas 
desses animais contêm componentes químicos de diversas classes, mas os 
peptídeos e as poliaminas constituem os compostos neuroativos mais 
estudados (Mortari et al., 2007b). 
20 
 
As peçonhas de escorpiões podem provocar em humanos febre, 
agitação psicomotora, salivação, lacrimejamento, aumento da mobilidade 
intestinal, arritmias cardíacas e respiratórias, hipertensão seguida de 
hipotensão, edema pulmonar e choque, dentre outros (Ossanai et al., 2012). 
Dentre as várias espécies existentes, apenas algumas possuem importância 
médica, sendo distribuídas principalmente entre os gêneros Centruroides, 
Tityus, Buthus, Androctonus, Buthotus, Leiurus e Parabuthus (Nencioni et al., 
2009). Em relação ao gênero Tityus, a maioria dos estudos investigou a 
peçonha do T. serrulatus, onde se observou que a injeção da peçonha bruta no 
hipocampo de ratos é capaz de causar comportamentos convulsivos, como 
mioclonias, automatismos faciais e sacudidela de cachorro (wet dog shakes), e, 
além disso, a injeção intraperitoneal resulta na indução de descargas neuronais 
epileptiformes (Dorce & Sandoval, 1994; Nencioni et al., 2009). Esses efeitos 
se devem, pelo menos em parte, às toxinas TS-8F e TsTX-I, que isoladamente 
causam descargas epileptiformes e wet dog shakes, quando injetadas no 
hipocampo de ratos (Carvalho el al., 1998; Teixeira et al., 2010). 
Outra espécie de escorpião bastante estudada é o Buthus martensis. A 
peçonha desse escorpião é bastante interessante, pois contém tanto toxinas 
com potencial convulsivante como com potencial anticonvulsivante. Assim, a 
toxina convulsivante BmK I, é uma -toxina moduladora de canais de sódio 
voltagem-dependente que, quando injetada no hipocampo dorsal de ratos em 
doses baixas, promove crises límbicas, automatismos faciais, wet dog shakes e 
mioclonias, enquanto que na dose de 2 g causa crises tônico-clônicas 
seguidas de morte (Bai et al., 2006). Por outro lado, com relação ao potencial 
anticonvulsivante, podemos citar as toxinas isoladas BmK AS e a BmK IT2. A 
21 
 
primeira, quando injetada previamente no hipocampo, reduz de forma dose-
dependente a duração e o número de crises convulsivas induzidas pelo 
pentilenotetrazol (PTZ) e aumenta a latência para o início do estado epiléptico 
induzido pela pilocarpina (Zhao et al., 2011). Já a segunda toxina, quando 
injetada previamente em CA1, protege os animais da morte e reduz a 
intensidade das crises induzidas pelo PTZ (Zhao et al., 2008). 
Entre os invertebrados também podemos destacar os estudos com 
peçonhas de aranhas. As aranhas existem há pelo menos 300 milhões de 
anos, representadas por aproximadamente 40.000 espécies já descritas (Rash 
& Hodgson, 2002). 
A grande maioria das neurotoxinas extraídas de aranhas são proteínas, 
peptídeos ou acilpoliaminas (McCormick & Meinwald, 1993). Na literatura 
existem vários exemplos de neurotoxinas extraídas de aranhas, dentre eles 
está a Ph1, isolada da peçonha da Phoneutria nigriventer, que é capaz de 
reduzir, de forma duradoura, a alodinia no modelo de incisão plantar, podendo 
ter uso potencial no controle de dores persistentes (de Souza et al., 2011). 
Outro exemplo, é a toxina JZTX-XIII isolada da peçonha da Chilobrachys 
jingzhao, que apresenta a capacidade de bloquear canais de potássio 
dependentes de voltagem dos tipos Kv2.1, Kv4.1 e Kv4.2, com maior afinidade 
pelo primeiro (Yuan et al., 2012). 
Ainda, a -latrotoxina e -latroinsetotoxina, isoladas da peçonha da 
viúva negra (Latrodectus sp), atuam sobre a membrana pré-sináptica formando 
poros que facilitam a passagem de íons como o cálcio, gerando uma liberação 
maciça de neurotransmissor. A diferença entre as duas é que a -latrotoxina 
22 
 
atua em mamíferos e não em insetos, enquanto que para a -latroinsetotoxina 
é ao contrário, apresentando assim potencial inseticida (Finkelstein et al., 1992; 
McCormick & Meinwald, 1993). 
A peçonha da aranha Scaptocosa raptoria quando administrada i.c.v. 
promove alterações comportamentais em ratos, como crises pro-cursivas (wild 
running), um comportamento que geralmente precede crises convulsivas 
(Ribeiro et al., 2000). Entretanto, quando a peçonha é desnaturada e injetada 
previamente na substância negra parte reticulada, é capaz de proteger ratos de 
crises convulsivas induzidas pela injeção de bicuculina na Area tempestas. 
Este efeito foi atribuído a toxina isolada SrTx 1.3 (Mussi-Ribeiro et al., 2004). 
A aranha Parawixia bistriata, cuja peçonha bruta promove o surgimento 
de crises convulsivas límbicas em ratos, com mioclonias e wet dog shakes 
(Rodrigues et al., 2001), também quando desnaturada protege animais de 
crises tônico-clônicas induzidas por bicuculina, picrotoxina e PTZ. A toxina 
Parawixina 10, também apresentou potencial anticonvulsivante em modelos de 
crises tônico-clônicas induzidas por ácido kaínico, NMDA e PTZ em ratos, 
através de um mecanismo que envolve o aumento da recaptação de glutamato 
e glicina (Fachim et al., 2011). 
Outro grupo importante no estudo de venenos é o dos insetos 
peçonhentos que fazem parte da ordem Hymenoptera, a qual compreende 
abelhas, vespas e formigas. Esses insetos injetam suas peçonhas através de 
um ovopositor modificado, que se encontra em seu abdômen (Fitzgerald & 
Flood, 2006). 
23 
 
As peçonhas das abelhas são mais conhecidas pelas reações 
anafiláticas provocadas em mamíferos. No entanto, essas apresentam toxinas 
com grande potencial terapêutico, por exemplo, na medicina oriental são 
utilizadas para o tratamento de doenças imunológicas, como a artrite 
reumatoide. Essa capacidade de modular a resposta imune vem sendo 
investigada como forma de tratamento complementar em outros tipos de 
patologias. Um exemplo é a doença de Parkinson, Chung et al., (2012) 
demonstraram que, em camundongos com administrações intraperitoneais da 
toxina MPTP, a aplicação intraperitoneal da peçonha de abelha foi capaz de 
reduzir a morte de neurônios dopaminérgicos na substância negra, reduzir 
citocinas pró-inflamatória como IL-1 e TNF-, além de diminuir a formação de 
espécies reativas de oxigênio e o infiltrado de linfócitos TCD4. 
Da mesma forma que as aranhas, as vespas possuem peçonhas com 
potencial terapêutico. Um exemplo é a toxina AvTx8 isolada da peçonha da 
vespa Agelaia vicina, que quando injetada previamente na Substância negra 
parte reticulada, reduzos comportamentos defensivos gerados pela 
estimulação química de camadas profundas do colículo superior (de Oliveira et 
al., 2005). 
A peçonha desnaturada da vespa Polybia occidentalis, quando injetada 
previamente no ventrículo lateral direito de ratos, é capaz de proteger animais 
de crises convulsivas causadas pela administração de bicuculina, picrotoxina e 
ácido kaínico, além de aumentar a latência para o aparecimento de crises 
induzidas por PTZ (Mortari et al., 2005). Além disso, o peptídeo Thr6-BK, 
isolado dessa mesma peçonha, apresentou efeito antinociceptivo duas vezes 
24 
 
mais potente que a morfina no teste de retirada de cauda (tail-flick) em ratos 
(Mortari et al., 2007a). 
As formigas também possuem peçonhas com grande potencial 
farmacológico, porém, apesar de existirem mais de 35.000 espécies descritas 
(“Taxonomic List - Ants of All Antweb (Species) - AntWeb,” n.d.), o estudo de 
suas peçonhas é bastante reduzido. Um dos poucos exemplos já descritos é da 
poneratoxina, isolada do veneno da peçonha da formiga Paraponera clavata, 
que é capaz de bloquear a transmissão sináptica no sistema nervoso central de 
baratas (Piek et al., 1991) e aumentar a capacidade do baculovírus em matar a 
larva da lagarta-do-cartucho Spodoptera frugiperda (Szolajska et al., 2004). 
Outros exemplos são da ectamotina, isolada da peçonha da formiga 
Ectatomma tuberculatum, que inibe a corrente de cálcio em miócitos 
ventriculares de ratos (Pluzhnikov et al., 1999) e as mirmexinas, isoladas da 
peçonha da Pseudomyrmex triplarinus, que possuem atividade antiinflamatória, 
demonstrada pela inibição dose-dependente do edema de pata induzido por 
carragenina em ratos (Pan & Hink, 2000). 
 
1.5.1 Dinoponera quadriceps 
A subfamília Ponerinae, que inclui o gênero Dinoponera, apresenta as 
formigas com maior tamanho, com picadas dolorosas e capazes de provocar 
manifestações sistêmicas como febre, tremores, suor frio, náusea, vômito, 
linfadenopatia e arritmias cardíacas (Haddad Junior et al., 2005). A Dinoponera 
quadriceps, possui uma organização social atípica, não possuindo rainha. É 
encontrada em regiões da caatinga, cerrado, brejo de altitude e floresta 
25 
 
atlântica, sendo endêmica no Nordeste brasileiro (Medeiros et al., 2012; 
Vasconcellos et al., 2004). 
Poucos são os estudos com a peçonha dessa formiga, Sousa e 
colaboradores (2012) demonstraram o potencial antinociceptivo da peçonha em 
teste com formalina, ácido acético e carragenina em ratos. Mais recentemente 
Lopes e colaboradores (2013) demonstraram o efeito neuroprotetor da peçonha 
quando injetada i.p. no modelo de crises convulsivas induzidas por PTZ. No 
campo molecular, Cologna e colaboradores (2013) realizaram a identificação 
dos peptídeos presentes na peçonha de formigas coletadas em quatro 
diferentes regiões, demonstrando significativas diferenças entre as 
composições dessas peçonhas, bem como a presença de peptídeos com ação 
antimicrobiana de amplo espectro. Enquanto que Torres e colaboradores 
(2014) realizaram uma análise de transcriptoma da glândula de veneno da D. 
quadriceps, demonstrando a presença de polipeptídeos alergênicos, proteínas 
tipo-letal, dinoponeratoxinas e esterases. 
Um trabalho realizado no nosso laboratório demonstrou que a peçonha 
bruta, quando injetada em altas doses no ventrículo lateral esquerdo de 
camundongos Swiss, é capaz de promover alterações comportamentais, 
caracterizadas por um período inicial de imobilidade, seguido de um intenso 
comportamento motor semelhante a crises convulsivas tônico-clônicas. Por 
outro lado, a injeção i.c.v. prévia da peçonha desnaturada é capaz de proteger 
animais de crises tônico-clônicas e morte no modelo de crises induzidas pela 
bicuculina (Nôga et al. 2015). Esses resultados fomentaram o fracionamento da 
peçonha, através de cromatografia líquida de alto desempenho, na tentativa de 
isolar os componentes responsáveis pelos efeitos anticonvulsivantes. 
26 
 
2. REFERÊNCIAS 
Asadi, H., Yan, B., Dowling, R., Wong, S., & Mitchell, P. (2014). Advances in Medical 
Revascularisation Treatments in Acute Ischemic Stroke. Thrombosis, 2014, 1–14. 
doi:10.1155/2014/714218 
Bai, Z.-T., Zhao, R., Zhang, X.-Y., Chen, J., Liu, T., & Ji, Y.-H. (2006). The epileptic 
seizures induced by BmK I, a modulator of sodium channels. Experimental 
Neurology, 197(1), 167–76. doi:10.1016/j.expneurol.2005.09.006 
Berg, A. T., Berkovic, S. F., Brodie, M. J., Buchhalter, J., Cross, J. H., Boas, V. E. W., 
Engel, J., French, J., Glauser, T. A., Mathern, G. W., Moshé, S. L., Nordli, D., 
Plouin, P., & Scheffer, I. E. (2010). Revised terminology and concepts for 
organization of seizures and epilepsies: Report of the ILAE Commission on 
Classification and Terminology, 2005-2009. Epilepsia, 51(4), 676–685. 
doi:10.1111/j.1528-1167.2010.02522.x 
Carvalho, F. F., Nencioni, A. L. A., Lebrun, I., Sandoval, M. R. L., & Dorce, V. A. C. 
(1998). Behavioral, Electroencephalographic, and Histoplathologic Effects of a 
Neuropeptide Isolated from Tityus serrulatus Scorpion Venom in rats. 
Pharmacology Biochemistry and Behavior, 60(1), 7–14. doi: 10.1016/S0091-
3057(97)00407-3 
Chung, E. S., Kim, H., Lee, G., Park, S., Kim, H., & Bae, H. (2012). Neuro-protective 
effects of bee venom by suppression of neuroinflammatory responses in a mouse 
model of Parkinson’s disease: Role of regulatory T cells. Brain, Behavior, and 
Immunity, 26(8), 1322–30. doi:10.1016/j.bbi.2012.08.013 
Cologna, C. T., Cardoso, J. D. S., Jourdan, E., Degueldre, M., Upert, G., Gilles, N., 
Uetanabaro, A. P. T, Costa Neto, E. M., Thonart, P., de Pauw, E., & Quinton, L. 
(2013). Peptidomic comparison and characterization of the major components of 
the venom of the giant ant Dinoponera quadriceps collected in four different areas 
of Brazil. Journal of Proteomics, 94, 413–22. doi:10.1016/j.jprot.2013.10.017 
De Oliveira, L., Cunha, A. O. S., Mortari, M. R., Pizzo, A. B., Miranda, A., Coimbra, N. 
C., & dos Santos, W. F. (2005). Effects of microinjections of neurotoxin AvTx8, 
isolated from the social wasp Agelaia vicina (Hymenoptera, Vespidae) venom, on 
GABAergic nigrotectal pathways. Brain Research, 1031(1), 74–81. 
doi:10.1016/j.brainres.2004.10.027 
De Plater, G., Martin, R. L., & Milburn, P. J. (1995). A pharmacological and biochemical 
investigation of the venom from the platypus (Ornithorhynchus anatinus). Toxicon, 
33 (2), 157-69. doi: 10.1016/0041-0101(94)00150-7 
De Souza, A. H., Lima, M. C., Drewes, C. C., da Silva, J. F., Torres, K. C. L., Pereira, 
E. M. R., de Castro Junior, C. J., Vieira, L. B., Cordeito, M. N., Richardson, M., 
Gomez, R. S., Romano-Silva, M. A., Ferreira, J., & Gomez, M. V. (2011). 
Antiallodynic effect and side effects of Phα1β, a neurotoxin from the spider 
Phoneutria nigriventer: comparison with ω-conotoxin MVIIA and morphine. 
Toxicon : Official Journal of the International Society on Toxinology. 
doi:10.1016/j.toxicon.2011.09.008 
27 
 
Dorce, V. A., & Sandoval, M. R. (1994). Effects of Tityus serrulatus crude venom on the 
GABAergic and dopaminergic systems of the rat brain. Toxicon , 32(12), 1641–7. 
doi:10.1016/j.lfs.2012.06.029 
Earl, S. T. H., Masci, P. P., de Jersey, J., Lavin, M. F., & Dixon, J. (2012). Drug 
development from Australian elapid snake venoms and the Venomics pipeline of 
candidates for haemostasis: Textilinin-1 (Q8008), HaempatchTM (Q8009) and 
CoVaseTM (V0801). Toxicon , 59(4), 456–63. doi:10.1016/j.toxicon.2010.12.010 
Eisenberg, P. R., Sobel, B. E., & Jaffe, a S. (1992). Activation of prothrombin 
accompanying thrombolysis with recombinant tissue-type plasminogen activator. 
Journal of the American College of Cardiology, 19(April), 1065–1069. 
doi:10.1016/0735-1097(92)90296-Y 
Fachim, H. A., Cunha, A. O. S., Pereira, A. C., Beleboni, R. O., Gobbo-Neto, L., Lopes, 
N. P., Coutinho-Neto, J., & dos Santos, W. F. (2011). Neurobiological activity of 
Parawixin 10, a novel anticonvulsant compoundisolated from Parawixia bistriata 
spider venom (Araneidae: Araneae). Epilepsy & Behavior : E&B, 22(2), 158–64. 
doi:10.1016/j.yebeh.2011.05.008 
Fenner, P. J., Williamson, J. A., & Myers, D. (1992). Platypus envenomation - a painful 
learning experience. The Medical Journal of Australia, 157, 829-832. 
Finkelstein, A., Rubin, L. L., & Tzeng, M. C. (1992). Black widow spider venom: effect 
of purified toxin of lipid bilayer membranes. Science, 193, 1009-11. doi: 
10.1126/science.948756 
Fisher, R. S., Boas, W. V. E., Blume, W., Elger, C., Genton, P., Lee, P., & Engel, J. 
(2005). Epileptic seizures and epilepsy: definitions proposed by the International 
League Against Epilepsy (ILAE) and the International Bureau for Epilepsy (IBE). 
Epilepsia, 46(4), 470–2. doi:10.1111/j.0013-9580.2005.66104.x 
Fisher, R. S., Acevedo, C., Arzimanoglou, A., Bogacz, A., Cross, J. H., Elger, Engel, J., 
Forsgren, L., French, J. A., Glynn, M., Heddorffer, D. C, Lee, B. I., Mathern, G. W., 
Moshé, S. L., Perucca, E., Scheffer, I. E., Tomson, T., Watanabe, M., & Wiebe, S. 
(2014). ILAE Official Report: A practical clinical definition of epilepsy. Epilepsia, 
55, 475–482. doi:10.1111/epi.12550 
Fitzgerald, K. T., & Flood, A. a. (2006). Hymenoptera stings. Clinical Techniques in 
Small Animal Practice, 21(4), 194–204. doi:10.1053/j.ctsap.2006.10.002 
Flight, S. M., Johnson, L. A, Du, Q. S., Warner, R. L., Trabi, M., Gaffney, P. J., Lavin, 
M. F., de Jersey, J., & Masci, P. P. (2009). Textilinin-1, an alternative anti-bleeding 
agent to aprotinin: Importance of plasmin inhibition in controlling blood loss. British 
Journal of Haematology, 145(2), 207–11. doi:10.1111/j.1365-2141.2009.07605.x 
Fry, B. G., Wickramaratana, J. C., Lemme, S., Beuve, A., Garbers, D., Hodgson, W. C., 
& Alewood, P. Novel natriuretic peptides from the venom of the inland taipan 
(Oxyuranus microlepitidotus): isolation, chemical and biological characterization. 
Biochemical and Biophysical research communications, 327 (4), 1011-15. doi: 
10.1016/j.bbrc.2004.11.171 
Fry, B. G., Roelants, K., Champagne, D. E., Scheib, H., Tyndall, J. D. A., King, G. F., 
Nevalainen, T. J., Norman, J. A., Lewis, R. J., Norton, R. S., Renjifo, C., & de la 
28 
 
Vega, R. C. R. (2009). The toxicogenomic multiverse: convergent recruitment of 
proteins into animal venoms. Annual Review of Genomics and Human Genetics, 
10, 483–511. doi:10.1146/annurev.genom.9.081307.164356 
Gomes, A., Bhattacharjee, P., Mishra, R., Biswas, A. K., Dasgupta, S. C., & Giri, B. 
(2010). Anticancer potential of animal venoms and toxins. Indian Journal of 
Experimental Biology, 48(2), 93–103. Retrieved from 
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20455317 
Haddad Junior, V., Cardoso, J. L. C., & Moraes, R. H. P. (2005). Description of an 
injury in a human caused by false tocandira (Dinoponera gigantea, Perty, 1833) 
with revision on folkloric, pharmacological and clinical aspects of the giant ants of 
the genera Paraponera and Dinoponera (sub-family Ponerinae). Revista Do 
Instituto de Medicina Tropical de São Paulo, 47(4), 235–238. doi:10.1590/S0036-
46652005000400012 
Izidoro, L. F. M., Sobrinho, J. C., Mendes, M. M., Costa, T. R., Grabner, A. N., 
Rodrigues, V. M., da Silva, S. L., Zanchi, F. B., Zuliani, J. P., Fernandes, C. F. C., 
Calderon L. A., Stábeli, R. G., & Soares, A. M. (2014). Snake venom L-amino acid 
oxidases: Trends in pharmacology and biochemistry. BioMed Research 
International, 2014. doi:10.1155/2014/196754 
Kereiakes, J., Kleiman, N. S., & Ambrose, J. (1996). Randomized, double-blind, 
placebo-controlled dose-ranging study of tirofiban (MK-383) platelet IIb/IIIa 
blockade in high risk patients undergoing coronary angioplasty. Journal of the 
American College of Cardiology, 27(3), 536-42. doi: 10.1016/0735-
1097(95)00500-5 
King, G. F. (2011). Venoms as a platform for human drugs: translating toxins into 
therapeutics. Expert Opinion on Biological Therapy, 11(11), 1469–84. 
doi:10.1517/14712598.2011.621940 
Koehn, F. E., & Carter, G. T. (2005). The evolving role of natural products in drug 
discovery. Nature Reviews. Drug Discovery, 4(3), 206–20. doi:10.1038/nrd1657 
Komegae, E. N., Ramos, A. D., Oliveira, A. K., Serrano, S. M. D. T., Lopes-Ferreira, 
M., & Lima, C. (2011). Insights into the local pathogenesis induced by fish toxins: 
role of natterins and nattectin in the disruption of cell-cell and cell-extracellular 
matrix interactions and modulation of cell migration. Toxicon, 58(6-7), 509–17. 
doi:10.1016/j.toxicon.2011.08.012 
Kwan, P., Sills, G. J., & Brodie, M. J. (2001). The mechanisms of action of commonly 
used antiepileptic drugs. Pharmacology & Therapeutics, 90(1), 21–34. doi: 
10.1016/S0163-7258(01)00122-X 
Lewis, R. J., & Garcia, M. L. (2003). Therapeutic potential of venom peptides. Nature 
Reviews. Drug Discovery, 2(10), 790–802. doi:10.1038/nrd1197 
Liu, C. C., Yang, H., Zhang, L. L., Zhang, Q., Chen, B., & Wang, Y. (2014). Biotoxins 
for cancer therapy. Asian Pacific Journal of Cancer Prevention, 15, 4753–4758. 
doi:10.7314/APJCP.2014.15.12.4753 
Lopes-Ferreira M., Nuñez, J., Rucavado, A., Farsky, S. H., Lomonte B., Angulo, Y., da 
Silva, J. M. M., & Gutiérrez, J. M. (2001). Skeletal muscle necrosis and 
29 
 
regeneration after injection of Thalassophryne natteri (niquim) fish venom in mice. 
International Journal of Experimental Pathology, 82(1), 55-64. 
Lopes, K. S., Rios, E. R. V., Lima, C. N. D. C., Linhares, M. I., Torres, A. F. C., Havt, 
A., Quinet, Y. P., Fonteles, M. M. de F., & Martins, A. M. C. (2013). The effects of 
the Brazilian ant Dinoponera quadriceps venom on chemically induced seizure 
models. Neurochemistry International, 63(3), 141–5. 
doi:10.1016/j.neuint.2013.06.001 
Löscher, W. (1997). Animal models of intractable epilepsy. Progress in Neurobiology, 
53(49), 239 – 248. doi: 10.1016/S0301-0082(97)00035-X 
Macdonald, R. L., & Kelly, K. M. (1995). Antiepileptic drug mechanisms of action. 
Epilepsia, 36 Suppl 5, S2–S8. doi: 10.1111/j.1528-1157.1993.tb05918.x 
Machkour-M’Rabet, S., Hénaut, Y., Winterton, P., & Rojo, R. (2011). A case of 
zootherapy with the tarantula Brachypelma vagans Ausserer, 1875 in traditional 
medicine of the Chol Mayan ethnic group in Mexico. Journal of Ethnobiology and 
Ethnomedicine, 7(1), 12. doi:10.1186/1746-4269-7-12 
McCormick, K. D., & Meinwald, J. (1993). Neurotoxic acylpolyamines from spider 
venoms. Journal of Chemical Ecology, 19(10), 2411–2451. 
doi:10.1007/BF00979674 
Medeiros, J., Araújo, A., Araújo, H. F. P., Queiroz, J. P. C., & Vasconcellos, A. (2012). 
Seasonal activity of Dinoponera quadriceps Santschi (Formicidae, Ponerinae) in 
the semi-arid Caatinga of northeastern Brazil. Revista Brasileira de Entomologia, 
56(1), 81–85. doi:10.1590/S0085-56262012000100013 
Miijanich, G. (1997). Venom peptides as human pharmaceuticals. Science and 
Medicine, 4(5), 6–15. Retrieved from 
https://www.sciandmed.com/sm/journalviewer.aspx?issue=1054&article=677 
Molinski, T. F., Dalisay, D. S., Lievens, S. L., & Saludes, J. P. (2009). Drug 
development from marine natural products. Nature Reviews. Drug Discovery, 8(1), 
69–85. doi:10.1038/nrd2487 
Mortari, M. R., Cunha, A. O. S., de Oliveira, L., Vieira, E. B., Gelfuso, E. A., Coutinho-
Netto, J., & Ferreira dos Santos, W. (2005). Anticonvulsant and behavioural 
effects of the denatured venom of the social wasp Polybia occidentalis (Polistinae, 
Vespidae). Basic & Clinical Pharmacology & Toxicology, 97(5), 289–95. 
doi:10.1111/j.1742-7843.2005.pto_137.x 
Mortari, M. R., Cunha, a O. S., Carolino, R. O. G., Coutinho-Netto, J., Tomaz, J. C., 
Lopes, N. P., Coimbra, N. C., & dos Santos, W. F. (2007a). Inhibition of acute 
nociceptive responses in rats after i.c.v. injection of Thr6-bradykinin, isolated from 
the venom of the social wasp, Polybia occidentalis. British Journal of 
Pharmacology, 151(December 2006), 860–869. doi:10.1038/sj.bjp.0707275 
Mortari, M. R., Cunha, A. O. S., Ferreira, L. B., & dos Santos, W. F. (2007b).Neurotoxins from invertebrates as anticonvulsants: from basic research to 
therapeutic application. Pharmacology & Therapeutics, 114(2), 171–83. 
doi:10.1016/j.pharmthera.2007.01.009 
30 
 
Mussi-Ribeiro, A., Miranda, A., Gobbo-Netto, L., Peporine Lopes, N., & dos Santos, W. 
F. (2004). A anticonvulsive fraction from Scaptocosa raptoria (Araneae: 
Lycosidae) spider venom. Neuroscience Letters, 371(2-3), 171–5. 
doi:10.1016/j.neulet.2004.08.064 
Nencioni, A. L. a, Lourenço, G. A., Lebrun, I., Florio, J. C., & Dorce, V. A. C. (2009). 
Central effects of Tityus serrulatus and Tityus bahiensis scorpion venoms after 
intraperitoneal injection in rats. Neuroscience Letters, 463(3), 234–8. 
doi:10.1016/j.neulet.2009.08.006 
Newman, D. J., & Cragg, G. M. (2012). Natural products as sources of new drugs over 
the 30 years from 1981 to 2010. Journal of Natural Products, 75(3), 311–35. 
doi:10.1021/np200906s 
Ossanai, L. T., Lourenço, G. A., Nencioni, A. L. a, Lebrun, I., Yamanouye, N., & Dorce, 
V. A. C. (2012). Effects of a toxin isolated from Tityus bahiensis scorpion venom 
on the hippocampus of rats. Life Sciences, 91(7-8), 230–6. 
doi:10.1016/j.lfs.2012.06.029 
Pan, J., & Hink, W. F. (2000). Isolation and characterization of myrmexins, six isoforms 
of venom proteins with anti-inflammatory activity from the tropical ant, 
Pseudomyrmex triplarinus. Toxicon, 38(10), 1403–13. doi: 10.1016/S0041-
0101(99)00233-0 
Pareja-Santos, A., Saraiva, T. C., Costa, E. P., Santos, M. F., Zorn, T. T., Souza, V. M. 
O., Lopes-Ferreira, M., & Lima, C. (2009). Delayed local inflammatory response 
induced by Thalassophryne nattereri venom is related to extracellular matrix 
degeneration. International Journal of Experimental Pathology, 90(1), 34-43. doi: 
10.1111/j.1365-2613.2008.00603.x 
Piek, T., Duval, a, Hue, B., Karst, H., Lapied, B., Mantel, P., Nakajima, T., Pelhate, M., 
& Schmidt, J. O. (1991). Poneratoxin, a novel peptide neurotoxin from the venom 
of the ant, Paraponera clavata. Comparative Biochemistry and Physiology. C, 
Comparative Pharmacology and Toxicology, 99(3), 487–95. doi: 10.1016/0742-
8413(91)90276-Y 
Pluzhnikov, K., Nosyreva, E., Shevchenko, L., Kokoz, Y., Schmalz, D., Hucho, F., & 
Grishin, E. (1999). Analysis of ectatomin action on cell membranes. European 
Journal of Biochemistry / FEBS, 262(2), 501–6. doi:10.1046/j.1432-
1327.1999.00426.x 
Rash, L. D., & Hodgson, W. C. (2002). Pharmacology and biochemistry of spider 
venoms. Toxicon, 40(3), 225–54. doi: 10.1016/S0041-0101(01)00199-4 
Ribeiro, A. M., dos Santos, W. F., & Garcia-Cairasco, N. (2000). Neuroethological 
analysis of the effects of spider venom from Scaptocosa raptoria (Lycosidae: 
Araneae) microinjected in the lateral ventricle of Wistar rats. Brain Research 
Bulletin, 52(6), 581–8. doi: 10.1016/S0361-9230(00)00300-2 
Rodrigues, S. S. M., & Santos, J. L. M. (2012). Chemiluminometric determination of 
captopril in a multi-pumping flow system. Talanta, 96, 210–5. 
doi:10.1016/j.talanta.2012.02.016 
31 
 
Rogawski, M. A. (2006). Diverse mechanisms of antiepileptic drugs in the development 
pipeline. National Institute of Health, 69(3), 273–294. doi: 
10.1016/j.eplepsyres.2006.02.004 
Rosillo-de la Torre, A. (2014). Pharmacoresistant epilepsy and nanotechnology. 
Frontiers in Bioscience, E6(2), 329. doi:10.2741/709 
Sedat, J., Chau, Y., Mondot, L., Chemla, R., Lonjon, M., & Padovani, B. (2014). Is 
eptifibatide a safe and effective rescue therapy in thromboembolic events 
complicating cerebral aneurysm coil embolization? Single-center experience in 42 
cases and review of the literature. Neuroradiology, 56, 145–153. 
doi:10.1007/s00234-013-1301-3 
Sitprija, V., & Suteparak, S. (2008). Animal toxins: an overview. Asian Biomedicine, 
2(6), 451–457. Retrieved from http://imsear.hellis.org/handle/123456789/129885 
Sousa, P. L., Quinet, Y., Ponte, E. L., do Vale, J. F., Torres, A. F. C., Pereira, M. G., & 
Assreuy, A. M. S. (2012). Venom’s antinociceptive property in the primitive ant 
Dinoponera quadriceps. Journal of Ethnopharmacology, 8–11. 
doi:10.1016/j.jep.2012.08.033 
Szolajska, E., Poznanski, J., Ferber, M. L., Michalik, J., Gout, E., Fender, P., Baily, I., 
Dublet, B., & Chroboczek, J. (2004). Poneratoxin, a neurotoxin from ant venom. 
Structure and expression in insect cells and construction of a bio-insecticide. 
European Journal of Biochemistry, 271(11), 2127–36. doi:10.1111/j.1432-
1033.2004.04128.x 
Taxonomic List - Ants of All Antweb (Species) - AntWeb. (n.d.). Retrieved March 19, 
2015, from 
http://www.antweb.org/taxonomicPage.do?rank=species&project=allantwebants 
Teixeira, V. F., Conceição, I. M., Lebrun, I., Nencioni, A. L. a, & Coronado Dorce, V. a. 
(2010). Intrahippocampal injection of TsTX-I, a beta-scorpion toxin, causes 
alterations in electroencephalographic recording and behavior in rats. Life 
Sciences, 87(15-16), 501–6. doi:10.1016/j.lfs.2010.09.007 
Tenório, H. D. A., da Costa Marques, M. E., Machado, S. S., & Pereira, H. J. V. (2015). 
Angiotensin processing activities in the venom of Thalassophryne nattereri. 
Toxicon, 98, 49–53. doi:10.1016/j.toxicon.2015.02.009 
Thurman, D. J., Beghi, E., Begley, C. E., Berg, A. T., Buchhalter, J. R., Ding, D., 
Hesdorffer, D. C., Hauser, W. A., Kazis, L., Kobau, R., Kroner, B., Labiner, D., 
Liow, K., Logroscino, G., Medina, M. T., Newton, C. R., Parko, K., Paschal, A., 
Preux, P-M., Sander, J. W., Selassie, A., Theodore, W., Tomson, T., & Wiebe, S. 
(2011). Standards for epidemiologic studies and surveillance of epilepsy. 
Epilepsia, 52 Suppl 7(1), 2–26. doi:10.1111/j.1528-1167.2011.03121.x 
Torres, A. F. C., Huang, C., Chong, C.-M., Leung, S. W., Prieto-da-Silva, A. R. B., 
Havt, A., Quinet, Y. P., Martins, A. M. C., Lee, S. M. Y, & Rádis-Baptista, G. 
(2014). Transcriptome analysis in venom gland of the predatory giant ant 
Dinoponera quadriceps: insights into the polypeptide toxin arsenal of 
hymenopterans. PloS One, 9(1), e87556. doi:10.1371/journal.pone.0087556 
32 
 
Vasconcellos, a, Santana, G. G., & Souza, a K. (2004). Nest spacing and architecture, 
and swarming of males of Dinoponera quadriceps (Hymenoptera, Formicidae) in a 
remnant of the Atlantic forest in Northeast Brazil. Brazilian Journal of Biology = 
Revista Brasleira de Biologia, 64(2), 357–62. doi: 10.1590/S1519-
69842004000200022 
Vogel, C. W., Finnegan, P. W., & Fritzinger, D. C. (2014). Humanized cobra venom 
factor: Structure, activity, and therapeutic efficacy in preclinical disease models. 
Molecular Immunology, 61(2), 191–203. doi:10.1016/j.molimm.2014.06.035 
Warrell, D. A. (2012). Venomous bites, stings, and poisoning. Infeccious Disease 
Clinics of North America, 26(2), 207-23. doi: 10.1016/j.idc.2012.03.006 
Whittington, C. M., Pepenfuss, A. T., Bansal, P., Torres, A. M., Wong, E. S. W., 
Deakin, J. E., Graves, T., Alsop, A., Schatzkamer, K., Kremitzki, C., Ponting, C. 
P., Temple-Smith, P., Warren, W. C., Kuchel, P. W., & Belov, Katherine (2008). 
Defensins and the convergent evolution of platypus and repitile venom genes. 
Genome Research, 18(6), 986-94. doi: 10.1101/gr.7149808 
Wong, E. S. W., & Belov, K. (2012). Venom evolution through gene duplications. Gene, 
496(1), 1–7. doi:10.1016/j.gene.2012.01.009 
Yuan, C., Liu, Z., Hu, W., Gao, T., & Liang, S. (2012). JZTX-XIII, a Kv channel gating 
modifier toxin from Chinese tarantula Chilobrachys jingzhao. Toxicon, 59(2), 265–
71. doi:10.1016/j.toxicon.2011.11.021 
Zhao, R., Zhang, X.-Y., Yang, J., Weng, C.-C., Jiang, L.-L., Zhang, J.-W., Shu, X-Q., & 
Ji, Y.-H. (2008). Anticonvulsant effect of BmK IT2, a sodium channel-specific 
neurotoxin, in rat models of epilepsy. British Journal of Pharmacology, 154(5), 
1116–24. doi:10.1038/bjp.2008.156 
Zhao, R., Weng, C.-C., Feng, Q., Chen, L., Zhang, X.-Y., Zhu, H.-Y., Wang, Y., & Ji, 
Y.-H. (2011). Anticonvulsant activity of BmK AS, a sodium channel site 4-specific 
modulator. Epilepsy & Behavior : E&B, 20(2), 267–76. 
doi:10.1016/j.yebeh.2010.12.00633 
 
3. OBJETIVOS 
3.1 Objetivo Geral 
O objetivo do presente trabalho foi verificar qual (is) fração (ões) isolada 
(s) da peçonha da formiga Dinoponera quadriceps apresenta (m) potencial 
efeito anticonvulsivante em modelo de crises induzidas por bicuculina quando 
administrada em camundongos. 
 
3.2 Objetivos Específicos 
 Verificar o efeito comportamental da administração intracerebral, em 
camundongos, das frações isoladas da peçonha quando os animais são 
expostos a um campo aberto. 
 Avaliar, em camundongos, o potencial efeito anticonvulsivante da 
administração intracerebral das frações isoladas da peçonha através do 
modelo de crises convulsivas induzidas por bicuculina. 
34 
 
4. ARTIGO 
 
Título: Pro and anticonvulsant effects of fractions isolated from Dinoponera 
quadriceps ant venom (Formicidae: Ponerinae) 
 
Autores: Diana Aline Nôga Morais Ferreira1, Luiz Eduardo Mateus Brandão1, 
Fernanda Carvalho Cagni1, Delano Silva1, Dina Lília Oliveira Azevedo1, Arrilton 
Araújo1, Regina Helena da Silva2 e Alessandra Mussi Ribeiro3. 
 
Filiações: 
1Depto de Fisiologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, RN, 
Brasil. 
2Depto de Farmacologia, 3Depto de Biociências, Universidade Federal de São 
Paulo, São Paulo, SP, Brasil 
 
Periódico: Journal of Ethnopharmacology – Qualis B1 (psicologia) 
 
Status da publicação: a ser submetido 
 
 
 
 
35 
 
 
Pro and anticonvulsant effects of fractions isolated from Dinoponera 
quadriceps ant venom (Formicidae: Ponerinae) 
 
DAMF Nôga1, LEM Brandão1, FC Cagni1, D Silva1, DLO. Azevedo1, A Araújo1, 
RH Silva2, AM Ribeiro3 
 
 
1Physiology Department, Federal University of Rio Grande do Norte, Natal, RN, 
Brazil. 
2Pharmacology Departament, 3Biosciences Department, Federal University of 
São Paulo, São Paulo, SP, Brazil 
 
 
Correspondence to: Alessandra M. Ribeiro, Departamento de Biociências, 
UNIFESP, Rua Silva Jardim, 136, CEP 11015-020 - Santos, SP, Brasil. Tel.: 
+55 13 38783700 
E-mail: alemrib@gmail.com 
 
 
 
 
 
 
 
 
36 
 
Resumo 
Relevância etnofarmacológica: As tocandiras são utilizadas em rituais de 
passagem para idade adulta na tribo indígena amazônica Sataré-Mawé 
Objetivo do estudo: investigar o potencial anticonvulsivante de frações 
isoladas da peçonha de D. quadríceps em crises convulsivas induzidas pela 
BIC, bem como uma análise dos efeitos dessas frações no comportamento 
natural dos camundongos no campo aberto. 
Materiais e Métodos: Os animais foram divididos em grupos, os quais 
receberam injeções (1 mg/ml i.c.v.) de seis frações distintas e tiveram seu 
comportamento geral observado no campo aberto durante 30 min. No segundo 
experimento, Os animais receberam as mesmas frações 20 min antes da 
administração de bicuculina (10 mg/ml). Em seguida, foi analisado o 
comportamento motor convulsivo desses animais durante 30 minutos no campo 
aberto. 
Resultados: No primeiro experimento, não foram observadas alterações 
comportamentais. Já no segundo experimento, a administração prévia de 
DqTx1, DqTx3, DqTx4 e DqTx6 aumentou a latência para o desenvolvimento 
de crises tônico-clônicas. Além disso, todas as frações, exceto DqTx5, 
aumentaram a latência para a morte dos animais. Ainda, os melhores 
resultados foram obtidos com a fração DqTx6, que protegeu 62,5% dos animais 
testados contra o desenvolvimento de crises tônico-clônicas e 100% dos 
animais contra a morte. 
Conclusões: As frações peptídicas isoladas da peçonha de D. quadríceps 
possuem um potencial terapêutico para o tratamento de convulsões. Porém, é 
necessária a determinação da estrutura e mecanismo de ação dos 
componentes ativos. 
 
 
 
 
 
 
Palavras-chave: peçonha de formiga, bicuculina, crises tônico-clônicas, fração 
peptídica, produto natural. 
37 
 
Abstract 
Ethnophamacological relevance: The tocandiras ants are used in rituals of 
passage for adult age in the Sataré-Mawé tribe of Amazonian Indians. 
Aim of the study: investigate the anticonvulsant activity of compounds isolated 
from D. quadriceps venom on seizures induced by BIC, as well as an analysis 
of its effects on spontaneous behavior in mice 
Material and Methods: Animals were divided into groups, which received 
injections (1 mg/ml; i.c.v.) of six distinct venom fractions and had their general 
behavior analyzed for 30 min in the open field. In the second experiment, we 
carried out the same fractions injection protocol 20 min before the 
administration of bicuculline (10 mg/ml). immediately after, we analyzed 
animals’ seizures behavior during 30 min in open field 
Results: In the first experiment we did not observe behavioral alterations. 
Conversely, in the second experiment, previous administration of DqTx1, 
DqTx3, DqTx4 and DqTx6 increased latency for onset of tonic-clonic seizures. 
Moreover, all fractions, except DqTx5, increased latency to animals’ death. Yet, 
we obtained our best result with DqTx6 fraction, which protected 62,5% of 
tested animals from development of tonic-clonic seizures. Further, this fraction 
protected all tested animals from seizure episodes followed by death 
Conclusions: Peptidic fractions isolated from D. quadriceps venom have an 
therapeutic potential for seizures treatment. However further work is needed to 
determine the structure and mechanism of action of the active compounds. 
 
 
 
 
 
Keywords: ant venom, bicuculline, tonic-clonic seizures, peptide fraction, 
natural product. 
 
 
38 
 
Introduction 
Natural products comprise a immense chemical diversity and 
architectural complexity that cannot be matched by synthetic molecules (Clardy 
& Walsh, 2004; King, 2011). From this perspective the animals venoms stand 
out because of the high specificity and potency of their toxins in relation to their 
molecular targets of mammalian biological systems (King, 2011). These 
venoms can exert noxious effects on several systems such as cardiovascular, 
nervous, respiratory, renal, as well as skin and muscles. As consequence, 
poisoning victims may experience pain, swelling, tissue necrosis, vomiting, 
paralysis, fever, diarrhea, headaches, blurred sight, dizziness, hypotension, 
hemorrhage and even death (Sitprija & Suteparak, 2008; Wong & Belov, 2012). 
From another standpoint, these venoms can present benefic effects (de Souza 
et al., 2014; Flight et al., 2009; Nunes et al., 2013; Ondetti et al., 1971; Sheng-
ming et al., 2014; T. Wang et al., 2014) or be used as pharmacological tools for 
probing biochemical pathways and mechanisms (Mellor & Usherwood, 2004; 
Morabito et al., 2014; Wang & Chi, 2004). Despite the remarkable potential of 
the venoms their investigation and characterization remains underexplored. 
Invertebrates through evolutionary process have incorporated a vast 
range of neurotoxins in their venoms, and some compounds show high affinity 
to receptors, ionic channels and transporters in the central nervous system 
(CNS) (Beleboni et al., 2004; Mellor & Usherwood, 2004; Mortari et al., 2007; 
Wang & Chi, 2004). Previous studies have demonstrated anticonvulsant effects 
of toxin isolated from invertebrate venoms. Peptide fraction isolated from the 
venom of the wasp Polybia paulista protected, at the dose of 350 g/animal, 
60% of the rats against generalized tonic-clonic seizures induced by 
39 
 
pentylenotetrazol (PTZ) (do Couto et al., 2012). Further, the parawixin 2, 
isolated from the venom of the spider Parawixia bistriata, when injected in the 
right lateral ventricle, protected animals from seizures induced by PTZ, 
picrotoxin, pilocarpine and kainic acid (Gelfuso et al., 2007), as well as inhibited 
PTZ-induced kindling of rats when chronically administered for 27 days (Gelfuso 
et al., 2013). 
Seizures are the hallmark of epilepsy, a neurological disorder 
characterized by an enduring predisposition to generate transient abnormal 
excessive or synchronousneuronal activity, and by the neurobiologic, cognitive, 
psychological, and social consequences of this condition (Fisher et al., 2005; 
2014). This disorder affects about 65 million people worldwide (Thurman et al., 
2011) and approximately 30% of patients are resistant to pharmacotherapy 
(Löscher, 1997; Rosillo-de la Torre, 2014). Furthermore, the patients who use 
antiepileptic drugs frequently suffer from collateral effects ranging from gastric 
discomfort to hepatic failure and aplastic anemia (Mortari et al., 2007). In this 
context, invertebrate venoms appear as a possible source for new 
anticonvulsant probes. 
Recently, the venom from the giant ant Dinoponera quadriceps has 
shown anticonvulsant effects. Lopes et al. (2013) demonstrated that 
intraperitoneal administration of the crude venom increased the latency for 
onset of seizures induced by PTZ in mice. Additionally, in our lab, after the 
injection of the crude venom in the lateral ventricle of mice, we observed 
procursive behavior and tonic-clonic seizures. Conversely, the prior 
administration of the denatured venom protected the animals against tonic-
clonic seizures (66.7%) and death (100%) induced by administration of 
40 
 
bicuculline. Taken together, the findings demonstrated that D. quadriceps 
venom might be potential source of new pro- and anticonvulsants molecules. In 
this context, the aim of present study was to investigate the anticonvulsant 
activity of fractions isolated from D. quadriceps ant venom on seizures induced 
by BIC, a GABAA antagonist, as well as an analysis of the effects on 
spontaneous behavior in mice. 
 
Material and Methods 
Ants collection and fraction obtainment 
D. quadriceps were collected in Nísia Floresta (6º5’S, 35º12’W), Rio 
Grande do Norte state, Brazil. Firstly, to collect the venom the specimens were 
frozen at - 20 ºC and venom reservoirs were dissected. Content of two hundred 
venom reservoirs were lyophilized and diluted in 0,1%TFA/H2O V/V. This 
solution submitted to high performance liquid chromatography (HPLC - Hitachi) 
purification using a Phenomenex C18 reverse phase column (2,6 x 25 cm, 12 
m, 300 Å). Eluation was carried out with 0,1% TFA/H2O at a 100% gradient for 
the first 10 minutes, followed by a linear gradient from 0 to 100% acetonitrile 
(ACN) containing 0,1% TFA for 50 minutes. Eluates were monitored at 210 and 
280 nm and the main fractions collected were lyophilized and resuspended in 
1mL of distilled water. Six major fractions were obtained and named DqTx1, 
DqTx2, DqTx3, DqTx4, DqTx5 and DqTx6. 
 
 
41 
 
Animals 
Three-month-old male Swiss mice (30-50 g) were housed with free 
access to food and water, in a number of 5-6 animals in plastic cages (20 x 30 x 
13 cm), under conditions of controlled temperature (25 ± 1 ºC) and a 12 h 
light/12 h dark cycle (lights on 6:30 a.m.). Animals were handled in accordance 
to Brazilian law for the use of animals in research (Law Number 11.794), and all 
the procedures were approved by the local ethics committee (protocol 
035/2010). All efforts were made to minimize animal potential pain, suffering or 
discomfort. 
 
Surgery 
Prior to surgery mice were anesthetized with intraperitoneal injection of 
ketamine (100 mg/kg) plus xylazine (50 mg/kg). Afterwards, the animals were 
positioned in the stereotaxic frame (Insight, Brazil) and the skull was exposed. 
Stainless steel guide cannula (25 gauge, 8mm length) was implanted in the 
lateral ventricle, and the stereotaxic coordinates were anterior-posterior = - 0.6 
mm, medial-lateral = 1.1 mm, and dorsal-ventral = 1.0 mm from bregma 
(Paxinos & Franklin, 2008). Guide cannula was anchored to the skull with dental 
acrylic. At the end of the surgery the cannula was temporarily sealed with a 
stainless-steel wire to avoid obstruction. Animals were given one week of post-
operative recovery prior to the start of the experimental proceedings. 
 
 
 
42 
 
General Procedures 
Drug, vehicle and chromatography fractions were injected i.c.v. at a rate 
of 0.5 µL/min to a final volume of 1 L via a microsyringe pump (Insight, Brazil) 
with a 10 µl syringe (Hamilton Co., USA) connected to an injection needle. After 
infusion, the needle was left in the guide cannula for additional 60 s to allow 
drug to diffuse from the needle tip. Afterwards, mice were placed in a circular 
open field (30 cm in diameter with wall height of 60 cm) located in an 
experimental room illuminated by a 40 W fluorescent lamp (at the arena floor 
level) for 30 min. Behavior session was recorded by a digital camera placed 
above the apparatus and the behavioral parameters were registered. The 
apparatus was cleaned with a 5% alcohol solution after each session. 
 
Behavioral analysis 
General screening: The animals were randomly assigned into groups: 
Control, animals received 1 µL of distillate water (vehicle) (CTR, n = 9), and six 
experimental groups that received 1 mg/mL of each fraction (DqTx1 n = 7; 
DqTx2 n = 7; DqTx3 n = 8; DqTx4 n = 8; DqTx5 n = 8; DqTx6 = 8). We 
quantified the time spent in the following behavioral clusters: exploration 
(exploration activities involve behaviors such as exploratory sniffing, walking, 
scanning, and erect posture); grooming (comprises grooming of head, snout, 
claws, and back); and immobility (animals do not present movements, except 
respiratory movements). 
Anticonvulsant assay: Chemical convulsant (GABAA receptor antagonist 
bicuculline, 10 mg/mL, Sigma, USA) was standardized in order to provoke tonic-
clonic seizures in 100% of injected animals in less than 30 min. Animals were 
43 
 
randomly assigned into groups: control (CTR, n = 8), animals were 
microinjected with vehicle 20 minutes prior to bicuculline administration, and 
animals were injected with DqTx1 - 6 20 minutes prior bicuculline administration 
in the left lateral ventricle (DqTx1 n = 7; DqTx2 n = 7; DqTx3 n = 7; DqTx4 n = 
7; DqTx5 n = 7; DqTx 6 n = 8). Immediately after the administration of 
bicuculline, animals were placed in the open field and behavior was registered 
for 30 minutes. 
The severity of seizures was evaluated using an adapted (removal of the 
0.5 score) Racine’s scale (Racine, 1972), as following: 1 – myoclonic jerks of 
contralateral paw; 2 – mild paw clonus lasting at least 5 s; 3 – severe paw 
clonus lasting at least 15 s; 4 – rearing in addition to severe paw clonus; 5 – 
rearing and falling in addition to severe paw clonus. Moreover, latency to de 
onset of tonic-clonic seizures (score 5) and death, as well as percentage of 
protection against tonic-clonic seizures were evaluated. 
 
Verification of the injection site 
Upon completion of the behavioral procedures, mice were euthanized 
with intraperitoneal injection of sodium thiopental (70 mg/kg) and microinjected 
into left lateral ventricle with 1µl of methylene blue stain to mark the correct site 
on injection. Brains were removed and manually cut to check the position of the 
cannula. Only animals with correct injection sites were included in the analysis. 
The same procedure was held if the death occurred before the end of the 
experiments. 
 
44 
 
Statistical analysis 
Data normality and homogeneity of variances were respectively tested by 
Shapiro-Wilk and Levene’s tests. Comparisons among different fractions of the 
ant venom in relation to behavioral clusters were analyzed using one-way 
analysis of variance (ANOVA) followed by Dunnett’s post hoc (one tailed). The 
same tests were used to compare the latencies for onset of seizure and death. 
The number of protected animals in the anticonvulsant assays was analyzed 
using χ2 test followed by residual analysis and the difference between means of 
score in these assays were analyzed using Mann-Whitney test with Bonferroni 
correction. We considered p < 0.05 as significant values. All statistical analyses 
were conducted with PASWStatistics 22 software (IBM, USA). 
 
Results 
HPLC purification 
Fractionation of the venom resulted in six major fractions, referred to as 
DqTx1 to DqTx6 (Figure 1). 
45 
 
 
 
Figure 1. Reverse-phase high performance liquid chromatography of Dinoponera 
quadriceps venom showing six major fractions at 210 and 280 nm in an acetonitrile 
gradient. 
 
Primary screening 
One-way ANOVA did not reveal effect of treatment for the exploratory 
activity [F(6,54) = 0.908, p = 0.498], grooming [F(6,54) = 2.075, p = 0.074], or 
immobility [F(6,54) = 0.675, p = 0.679] (table I). These fractions did not induce 
motor and behavioral alterations in the animals. 
 
 
 
 
 
46 
 
Table I. Effects of intracerebral injection of fractions isolated from Dinoponera 
quadriceps ant venom (DqTx) in mice on total of time spent in exploratory activities, 
grooming cluster and immobility. 
 
Treatment 
Behavioral cluster 
 
 
Exploration Grooming Immobility 
Control 1395.48 ± 56.38 293,14 ± 55.36 111.36 ± 36.47 
DqTx1 1281.37 ± 110.25 352,47 ± 104.24 166.15 ± 93.05 
DqTx2 1250.36 ± 128.08 267.05 ± 58.79 282.58 ± 119.69 
DqTx3 1367.91 ± 58.9 294.31 ± 37.89 137.77 ± 53.78 
DqTx4 1193.58 ± 49.32 493.80 ± 50.81 112.61 ± 44.11 
DqTx5 1250.40 ± 87.55 406 ± 38.47 143.59 ± 62.27 
DqTx6 1378.41 ± 84.41 280.44 ± 43.68 141.14 ± 64.03 
Data expressed as the mean ± SEM. p > 0.05 (One-way ANOVA). 
 
Anticonvulsant assay 
As expected, all animals that received vehicle prior to bicuculline 
administration showed tonic-clonic seizures (level 5) followed by death (table II). 
One-way ANOVA revealed effects in relation to latency to onset of 
seizures [F(6,50) = 2.617, p = 0.029] and latency to death [F(6,50) = 3.719, p = 
0.004] (Fig. 2). Dunnett’s post hoc analysis detected that groups pretreated with 
DqTx1 (p = 0.08), DqTx4 (p = 0.044) and DqTx6 (p = 0.002) showed an 
increase in the latency for the onset of seizures, and tendency for DqTxF3 (p = 
0.057) (fig. 2A). Similar results occurred regarding the latency for death i.e. 
groups that received pretreatment with DqTx1 (p = 0.005), DqTx2 (p = 0.009), 
DqTx3 (p = 0.01), DqTx4 (p = 0.025) and DqTx6 (p < 0.001) showed an 
increase of the latency for death (fig. 2B). 
The analysis of seizures score showed that pretreatment with DqTx1, 
DqTx4 and DqTx5 fractions prevented the development of tonic-clonic seizures 
(level 5) in 42.6% of animals. DqTx3 and DqTx 6 fractions prevented 28.6% and 
47 
 
62.5% of animals, respectively. Regarding survival, the pretreatment with 
DqTx2 prevented the death of 42.8% of animals, whereas DqTx4 and DqTx5 
prevented the death of 57.1% of animals, DqTx1 and DqTx3 protected 71.4% 
and DqTx6 protected all the animals treated (table II). 
 
 
 
Figure 2. Effects of intracerebral injection of fractions isolated from ant venom of 
Dinoponera quadriceps in mice. (A) Latency for the onset of tonic-clonic seizures; (B) 
48 
 
Latency for death. Data expressed as the mean ± SEM. #p = 0.057, *p< 0.05 
compared to control (One-way ANOVA followed by Dunnett’s post hoc test). 
 
Table II. Effects of injection into ventricle lateral of Dinoponera quadriceps venom 
fractions against seizures elicited by bicuculline model in mice. 
 
TREATMENT 
 
Vehicle DqTx1 DqTx2 DqTx3 DqTx4 DqTx5 DqTx6 
Median seizure score 5 5 5 5 5 5 4 
Incidence of seizures 
 
Stage 1 0/8 6/7 4/7 3/7 5/7 3/7 5/8 
Stage 2 0/8 4/7 4/7 3/7 5/7 3/7 5/8 
Stage 3 0/8 2/7 5/7 2/7 3/7 2/7 4/8 
Stage 4 0/8 1/7 2/7 2/7 0/7 1/7 1/8 
Stage 5 8/8 4/7 7/7 5/7 4/7 4/7 3/8 
Percentage of protection 0* 42.8 0* 28.6 42.8 42.8 62.5* 
Percentage of survival 0* 71.4 42.8 71.4 57.1 57.1 100* 
Incidence of death 8/8 2/7 4/7 2/7 3/7 3/7 0/8 
Bicuculline was injected into the lateral ventricle at a dose of 1 mg/ml following pre-treatment with vehicle 
and fractions. 
*p < 0.05 compared to control (Chi-square, followed by residual analysis). 
 
Discussion 
Results of the present study showed that the Dinoponera quadriceps ant 
venom contains six major fractions detectable by 210 and 280 nm in a reverse-
phase HPLC (Fig. 1). Prior administration of the isolated fractions prevented the 
development of tonic-clonic seizures and death induced by the administration of 
bicuculline into lateral ventricle of mice. Administration of the DqTx6 fraction 
protected 62.5% of animals against seizures induced by bicuculline and 100% 
of mice survived (table II). 
Reverse-phase HPLC in the conditions utilized in the present study 
separated the mixture based on hydrophobicity of its compounds. Wavelength 
49 
 
of 210 nm detects the peptide bond, while the wavelength of 280 nm detects the 
aromatic amino acids tryptophan and tyrosine (Aguilar, 2003). Therefore, the 
fractions tested are most likely composed of peptides, with the DqTx1 being the 
most hydrophilic fraction whereas the DqTx6 is the most hydrophobic one (Fig. 
1). 
Peptides are the most common compounds found in animal venoms, 
representing a main source of bioactive toxins with high affinity and selectivity 
for a range of targets (Aili et al., 2014; Mortari et al., 2007). The venoms from 
the ant subfamilies Paraponerinae and Ponerinae have been shown to be 
especially rich in peptides, these have antimicrobial properties like the 
ponericins (Orivel et al., 2001), pilosulins (Inagaki et al., 2004; Zelezetsky et al. 
2005) and certain dinoponeratoxins (Cologna et al., 2013). Moreover, others 
peptides from ant venoms, like the Poneratoxin, a V-shaped peptide with two -
helices connected by a -turn that modulates voltage-gated sodium channels 
and blocks synaptic transmission in the insect CNS (Aili et al., 2014; Duval et 
al., 1992; Hendrich & Mozrzymas, 2002; Piek et al., 1991; Szolajska et al., 
2004). 
There are several peptides isolated from invertebrates’ venoms with 
anticonvulsant properties. The BmK IT2 and BmK AS are -type toxins isolated 
from the scorpion Buthus martensis venom, which when injected in the rat 
hippocampus were able to increase the latency for onset of seizures and reduce 
de mortality induced by the administration of PTZ (Zhao et al., 2008, 2011). A 
similar approach was taken with the CGX-1007 isolated from the cone snail 
Conus geographus venom that, when injected in the lateral ventricle of mice, 
blocks seizures induced by maximal electroshock, audiogenic, threshold tonic 
50 
 
extension, PTZ, picrotoxin and BIC induced seizures (Armstrong et al., 1998), 
and reduces the score of seizures in amygdala kindled rats (Barton & White, 
2004). Moreover, the -agatoxin IVA is a voltage-sensitive calcium channel 
blocker isolated from the spider Agelenopsis aperta venom, which when 
injected in the lateral ventricle of mice blocked audiogenic seizures (Jackson & 
Scheideler, 1996). Therefore, as shown by do Couto et al. (2012) a peptide 
fraction isolated from the Polybia paulista wasp venom increased the latency for 
the onset of seizures and protected 60% of the animals from tonic-clonic 
seizures induced by PTZ in rats. 
Bicuculline is a competitive antagonist of the GABAA receptor that is well 
established as a model for the study of seizures in rodents and mainly for the 
scanning of new anticonvulsant drugs (Capasso & Gallo, 2009; Cunha et al., 
2005; Faggion et al., 2011; Mussi-Ribeiro et al., 2004). 
Antiepileptic drugs act basically by reducing the neuronal excitability 
through three main mechanisms: modulation of voltage-dependent ion 
channels, decreasing the excitatory transmission, or increasing of inhibitory 
neurotransmission mediated by GABA or glycin (Kwan et al., 2001; Mortari et 
al., 2007). Voltage-dependent ion channels (Na+, Ca2+ or K+) have a crucial role 
in the neuronal action potential and consequently in neurotransmission, thus the 
modulation on these channels may reduce neurotransmission. Hence, some 
venom toxins with anticonvulsant potential have voltage-dependent