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ORCID:  http://orcid.org/0000-0003-2827-8509
Document type: Tese
Access type: Acesso Embargado
Embargo Date: 2028-08-21
Title: Contribuições à Toxinologia de Formigas do Cerrado pela caracterização e bioprospecção de suas peçonhas e moléculas - uma abordagem experimental e in silico
Alternate title (s): Contributions to the Toxinology of Cerrado Ants through the characterization and bioprospecting of their venoms and molecules - an experimental and in silico approach.
Author: Correia, Lucas Ian Veloso
First Advisor: Bastos, Luciana Machado
First coorientator: Oliveira Júnior, Robson José
Second coorientator: Fonseca, Belchiolina Beatriz
First member of the Committee: Martins, Carlos Henrique Gomes
Second member of the Committee: Castro, Mariana Mariana de Souza
Third member of the Committee: Oliveira, Carlo José Freire de
Fourth member of the Committee: Ávila, Veridiana de Melo Rodrigues
Summary: As peçonhas animais são fonte consagrada de fármacos, mas o campo concentra-se em serpentes, escorpiões e aranhas, ao passo que as formigas, a linhagem mais rica de animais peçonhentos, permanecem subexploradas, limitadas pela escassez de amostra e pela distância entre a abundância de dados ômicos e a função confirmada das moléculas. Esta tese teve por objetivo geral caracterizar e prospectar o potencial biotecnológico e terapêutico das peçonhas de formigas do Cerrado (e das moléculas e simbiontes associados) por uma abordagem integrada, experimental e in silico. Organizada como coletânea de dez artigos, reúne três revisões de fundamentação (métodos em toxinologia; contribuição brasileira à toxinologia de formigas; microbioma de formigas), duas revisões sistemáticas de valor e tradução (cenário de patentes de toxinas animais; conservação como estratégia bioeconômica sob o regime de acesso e repartição de benefícios), dois estudos experimentais de caracterização, um estudo computacional e dois estudos de validação terapêutica. Os métodos abrangeram ensaios bioquímicos, enzimáticos e funcionais de peçonhas, espectrometria de massas, um pipeline de bioinformática para predição de função a partir da sequência, e ensaios in vitro e in vivo de atividade antimicrobiana, imunomoduladora, antinociceptiva e de segurança. Entre os principais resultados, obtiveram-se as primeiras caracterizações toxinológicas de Neoponera foetida e de Odontomachus haematodus, duas Ponerinae do Cerrado, cujos venenos, enzimaticamente ricos, diferem em função conforme a ecologia de cada espécie; um pipeline in silico que priorizou peptídeos de Hymenoptera e destacou dinoponeratoxinas e ponericinas de formiga como candidatos seletivos; e a demonstração de que as subunidades monomerizadas e não-líticas da ectatomina, ET1A e ET1B, são bactericidas contra cepas multirresistentes, restringem a formação de armadilhas extracelulares de neutrófilos sem citotoxicidade, apresentam potencial antinociceptivo em larva de Drosophila melanogaster e são seguras em embrião de galinha. Conclui-se que as peçonhas de formigas do Cerrado são fonte promissora de moléculas bioativas, que a integração experimental e computacional acelera sua descoberta em grupos negligenciados, e que o valor econômico daí decorrente pode constituir argumento para a conservação da biodiversidade.
Abstract: Animal venoms are an established source of drugs, yet the field concentrates on snakes, scorpions and spiders, while ants, the richest lineage of venomous animals, remain underexplored, constrained by minute venom yields and by the gap between the abundance of omics data and the confirmed function of the molecules. The general aim of this thesis was to characterize and bioprospect the biotechnological and therapeutic potential of the venoms of Cerrado ants (and of their associated molecules and symbionts) through an integrated, experimental and in silico approach. Organized as a compilation of ten articles, it comprises three foundational reviews (methods in toxinology; the Brazilian contribution to ant toxinology; the ant microbiome), two systematic reviews on value and translation (the animal-toxin patent landscape; conservation as a bioeconomic strategy under the access-and-benefit-sharing regime), two experimental characterization studies, one computational study and two therapeutic-validation studies. Methods spanned biochemical, enzymatic and functional venom assays, mass spectrometry, a bioinformatics pipeline for sequence-based function prediction, and in vitro and in vivo assays of antimicrobial, immunomodulatory, antinociceptive and safety endpoints. Key results include the first toxinological characterizations of Neoponera foetida and Odontomachus haematodus, two Cerrado Ponerinae whose enzymatically rich venoms differ in function according to each species' ecology; an in silico pipeline that prioritized Hymenoptera peptides and highlighted ant dinoponeratoxins and ponericins as selective candidates; and the demonstration that the monomerized, non-lytic ectatomin subunits ET1A and ET1B are bactericidal against multidrug-resistant strains, restrain neutrophil extracellular trap formation without cytotoxicity, show antinociceptive potential in Drosophila melanogaster larvae, and are safe in the chick-embryo model. We conclude that Cerrado ant venoms are a promising source of bioactive molecules, that integrating experimental and computational approaches accelerates their discovery in neglected taxa, and that the resulting economic value may constitute an argument for biodiversity conservation.
Keywords: Toxinologia
Toxinology
Peçonha de formiga
Ant venom
Cerrado
Cerrado
Bioprospecção
Bioprospecting
Peptídeos antimicrobianos
Antimicrobial peptides
Predição in silico
in silico prediction
conservação da biodiversidade
biodiversity conservation
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA
CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::IMUNOLOGIA
CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIA
Subject: Genética
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Genética e Bioquímica
Quote: Correia, Lucas Ian Veloso. Contribuições à Toxinologia de Formigas do Cerrado pela caracterização e bioprospecção de suas peçonhas e moléculas - uma abordagem experimental e in silico. 2026. 166 f. Tese (Doutorado em Genética e Bioquímica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026. http://doi.org/10.14393/ufu.te.2026.657.
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2026.657
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/50275
Date of defense: 21-Aug-2026
Sustainable Development Goals SDGs: ODS::ODS 3. Saúde e bem-estar - Assegurar uma vida saudável e promover o bem-estar para todos, em todas as idades.
ODS::ODS 15. Vida terrestre - Proteger, recuperar e promover o uso sustentável dos ecossistemas terrestres, gerir de forma sustentável as florestas, combater a desertificação, deter e reverter a degradação da Terra e deter a perda da biodiversidade.
Appears in Collections:TESE - Genética e Bioquímica

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