“Em 2021, a nossa investigação destacou um mecanismo de desintoxicação muito eficaz do metilmercúrio pelo selénio em grandes predadores, como o petrel gigante, uma espécie exposta a grandes quantidades de mercúrio. O composto final é um mineral inerte e não tóxico, o seleneto de mercúrio (tiemanita). explica Alain Manceau.
Mas não estava claro como os predadores marinhos de nível trófico inferior, chamados “mesopredadores”, que têm concentrações mais baixas de mercúrio, desintoxicam o metilmercúrio. E foi isso que Alain Manceau, com a sua equipa, conseguiu descobrir na ESRF (Instalação Europeia de Radiação Síncrotron, em francês “Instalação Europeia de Radiação Síncrotron”) no pinguim-imperador! Seus resultados foram publicados no Jornal de Materiais Perigosos.
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O pinguim-imperador, um excelente alquimista
O pinguim-imperador (Aptenodytes forsteri), uma ave endêmica da Antártica, é o maior e mais gordo de todos os pinguins. É um mesopredador, ou seja, um predador de médio porte encontrado no meio da cadeia trófica e que se alimenta principalmente de calandras antárticas (peixes) e lulas. “Queríamos saber como é que esta ave aquática, de categoria inferior à dos grandes predadores voadores, e que mergulha até 500 metros de profundidade para se alimentar de espécies pelágicas (espécies que vivem perto da superfície da água)desintoxica o metilmercúrio”, explica Alain Manceau.
Durante uma expedição à Antártica, tecidos moles (fígado e músculo) e ovos de pinguins-imperadores foram coletados na Terra Adélie de 18 pinguins-imperadores e outros tantos ovos. Treze indivíduos eram fêmeas adultas saudáveis que morreram naturalmente na colônia após a postura de ovos em maio, “já que esta espécie de pinguim cria seus filhotes durante o inverno do sul”, acrescenta o pesquisador. Os outros cinco (duas mulheres e três homens) foram encontrados mortos posteriormente entre junho e setembro.
A amostragem ocorreu entre 2008 e 2014. Os pinguins foram dissecados no local, e seus músculos peitorais e fígados foram congelados para preservação para análise posterior. Os ovos abandonados, recolhidos em 2010, 2011 e 2014, foram transportados intactos para França. Uma vez no laboratório, a membrana, a clara e a gema dos ovos foram separadas e depois liofilizadas para análise.
Os cientistas então analisaram os fígados dos pinguins imperadores usando espectroscopia de absorção de raios X de alta resolução espectral. “É vocênascer técnica recente desenvolvida no ESRF. Esta técnica permite deduzir a forma química do mercúrio a partir da sua interação com os raios X. Esta informação à escala atómica é obtida diretamente nos tecidos animais, sem preparação ou extração específica, o que poderia alterar a natureza química das moléculas ligadas. mercúrio”, sublinha o pesquisador.
Foto de Alain Manceau, cientista do ESRF e pesquisador emérito do CNRS, que liderou o estudo durante os experimentos no ESRF. Crédito ESRF/Stef Candé
Os resultados mostraram que no pinguim-imperador parte do mercúrio é desintoxicado pelo mesmo mecanismo dos grandes predadores marinhos, que consiste na transformação do metilmercúrio por meio de reações envolvendo o selênio na forma de uma selenoproteína.
Mas as descobertas não param por aí: pela primeira vez, uma segunda via para desmetilar o metilmercúrio tóxico foi descoberta num animal! Além de usar a via do selênio, os pinguins-imperadores também desenvolveram um segundo mecanismo pelo qual o metilmercúrio é desintoxicado por meio de reações que envolvem enxofre, elemento químico encontrado na cisteína, aminoácido que constitui as proteínas.
Porém, embora desintoxicado, o mercúrio ligado a este aminoácido altera a função biológica da proteína à qual está associado. Esta via de desmetilação nunca tinha sido observada antes em animais, apenas em bactérias que possuem o operão mer (um conjunto de genes que certas bactérias utilizam para resistir ao mercúrio).
Transferência de mercúrio das mães para os filhotes
Nos pinguins-imperadores, as fêmeas transmitem mercúrio aos filhotes por meio dos ovos, mas de formas diferentes dependendo da parte do ovo. “A forma mais tóxica, o metilmercúrio (MeHg), está presente principalmente na clara do ovo (albúmen) e na membrana. Por outro lado, essa espécie química é minoritária na gema (38%), que, por sua vez, pelo contrário, principalmente (68%) possui a forma ligada ao selênio”, explica Alain Manceau.
Foto de uma garota. Crédito: Yves Chérel (cientista, coautor do estudo)
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Um mecanismo presente em outras espécies?
“Mostramos em nosso artigo que também existia uma “via do enxofre” para a desmetilação do metilmercúrio no pinguim-imperador. Não podemos dizer que a via metabólica seja semelhante e muito menos idêntica. (não há operon mer em eucariotos, que são organismos cujas células têm núcleo, nota do editor)ao conhecido na desmetilação de bactérias. Mas nossos resultados sugerem fortemente que existe uma enzima do tipo “liase” nos pinguins imperadores que quebra a ligação química entre o íon mercúrio e o grupo metil porque o mercúrio é inicialmente metilado nos alimentos e depois desmetilado e parcialmente ligado ao enxofre (cisteína). como nas bactérias”, especifica Alain Manceau
Este estudo revela, pela primeira vez, que o metilmercúrio (MeHg) é transformado num composto de enxofre num organismo multicelular. No entanto, mais pesquisas são necessárias para compreender a importância relativa das vias do enxofre e do selênio nesses animais.
“Para organismos de classificação trófica inferior, é a desmetilação pela via do enxofre que é uma descoberta, e será interessante saber se este mecanismo existe, e possivelmente coexiste com a via mais elaborada do selênio, em espécies terrestres como os répteis. a descoberta fornece informações sobre como os organismos se adaptaram à contaminação por mercúrio ao longo da evolução. finaliza o pesquisador.
