3 зловещи пълзения, които могат да революционизират здравето
Много от нас са уплашени или отблъснати от „мини звяри“, като насекоми и паяци. Често разглеждаме такива същества като вредители, но тези малки същества биха могли да пазят тайната за по-добро здраве и терапии. В тази функция на Spotlight обясняваме как три „зловещи обхождания“ могат да революционизират здравните изследвания.
Хората винаги са имали отношения на любов и омраза с същества, които са склонни да ни очароват и отблъскват в еднаква степен.
Едно проучване, публикувано през 2017 г. и обхващащо Медицински новини днес установихме, че страхът на хората от зловещи пълзения може да бъде „набит“ в мозъка ни и че може да имаме това недоверие към същества, като паяци, дори в ранна детска възраст.
И все пак насекомите, паякообразните и други същества също очароват хората - може би защото те са толкова различни от нас. В края на краищата пеперудите могат да вкусят с краката си, паяците могат да „чуват“ през малките косми на краката си, а червей, разрязан наполовина, може да регенерира „опашката“ на тялото си.
Писатели и други художници надничат в света на насекомите от стотици години, в страхопочитание от това, което са открили там.
Поетът и художникът от 18-ти век Уилям Блейк бил толкова завладян от незначителни същества, че веднъж, както се твърди, си помислил, че е видял призрак на бълха в сънищата си, която след това продължил да рисува.
Авторът от края на века, Франц Кафка, от друга страна, известен с изграденото отвращение, което много хора изпитват, когато се натъкват на бъгове в любимите си домове, като пише историята „Метаморфозата“.
В тази приказка главният герой Грегор Самса се събужда една сутрин, без да се чувства като себе си. Той се е превърнал в „ungeheures Ungeziefer“, което в груб превод от немски означава „страшен вредител“ - космено насекомо.
Но последните изследвания показват, че съществата са очарователни и си струва да се изучават не само поради тяхната „отвъдност“ или поради връзката им с хората и другите видове.
Тези мини звяри всъщност могат да имат много за преподаване и предлагане в контекста на клинични изследвания. В тази функция Spotlight разглеждаме как три страховити обхождания могат да променят облика на здравето и медицинската терапия.
1. Паяците могат да тъкат нови лечения
Синдромът на раздразненото черво (IBS) се отнася до съжителстваща група от стомашно-чревни симптоми, включително диария и коремна болка, които могат сериозно да засегнат качеството на живот на човек. Според данни, публикувани през 2014 г., приблизително 11% от населението на света живее с IBS.
През 2016 г. изследователи от Университета в Аделаида в Австралия, Университета Джон Хопкинс в Балтимор и други сътрудничещи институции откриха нова потенциална цел за лечение на болка, свързана с IBS - в отровата на паяк.
По-конкретно, екипът установи, че токсините, произведени от вид тарантула, Хетероскодра макулат, са успели да активират протеин (йонен канал), NaV1.1, който присъства в чревните нерви, които изпращат сигнали за болка.
Изследователите вярват, че това откритие може да доведе до по-целенасочено лечение на болка при IBS. И наистина, през 2018 г. членовете на първоначалния екип публикуваха ново проучване, в което съобщават, че са намерили начин да блокират сигнала за болка в миши модели на IBS.
Също така през 2018 г. изследователи от Университета в Куинсланд и Института по неврология и психично здраве на Флори - и двамата в Австралия - заложиха на терапевтичните свойства на пептид, присъстващ в отровата на паяк: Hm1a.
Екипът, воден от проф. Глен Кинг от Университета в Куинсланд, успя да използва Hm1a за селективно активиране на NaV1.1 в миши модели на синдром на Dravet, тежка форма на епилепсия. По този начин изследователите успяха да премахнат припадъците при мишките, които лекуваха с молекулата на паяковата отрова.
„Паяците убиват плячката си чрез отровни съединения, насочени към нервната система“, отбелязва съавторът на изследването проф. Стивън Петру.
„Милиони години еволюция са усъвършенствали отровата на паяка, за да се насочат конкретно към определени йонни канали, без да причиняват странични ефекти върху други, а лекарствата, получени от отровата на паяка, запазват тази точност“, продължава проф. Петру, аргументирайки, че настоящите открития на неговия екип могат да доведат до повече ефективно лечение на гърчове при синдром на Dravet.
Тайните и потенциалът на паяковата коприна
Но паяковата отрова не е единственият фокус в биомедицинските изследвания. „Паяковата коприна е най-трудният биологичен материал“, казва Джесика Гарб, която е доцент в катедрата по биологични науки в Университета на Масачузетс Лоуъл.
„Те са по-здрави от стоманата, но тежат много по-малко и някои паякови коприни могат да бъдат разтегнати до три пъти по-голяма от дължината им, без да се чупят“, продължава тя. Поради тези причини Гарбс и колегите са изучавали този невероятно тънък и еластичен материал, като се стремят да разберат какво придава на паяковата коприна силата и гъвкавостта.
През 2018 г. Гарб и колегите получиха безвъзмездна помощ от Националната научна фондация в размер на 335 000 долара за своите изследвания върху коприна паяк. Отключвайки тайната му, разследващите се надяват, че ще успеят да измислят формула за биоматериали от следващо поколение.
„Например тези материали могат да бъдат използвани за подобряване на каски и бронежилетки или други защитни средства, медицински изделия като протези, превръзки и конци, дори спортна екипировка.“
Джесика Гарб
2. Хлебарки: От вредител до отвара
Изглежда много злокачественият хлебарка също е пълен с потенциал, когато става въпрос за подпомагане на здравните изследвания. Докладите от миналата година сочат, че в Китай има ферми за хлебарки, в които предприемачите позволяват на хлебарки да се размножават свободно в напълно хигиенизирана среда.
Фермата обаче запечатва съдбата на тези бедни същества. Когато достигнат зрялост, „фермерите-хлебарки“ ги смилат в паста, която трябва да помогне за лечение на стомашно-чревни проблеми.
Тази практика се корени в древните китайски традиции, според които хлебарки могат да имат терапевтична употреба. Но вярно ли е това?
Според предварителни изследвания, проведени през 2010 г. от изследователи от Университета в Нотингам в Обединеното кралство, мозъкът на хлебарки и скакалци съдържа не по-малко от девет молекули, които биха могли да убият мощни, устойчиви на антибиотици бактерии. Разследващите са тествали американския хлебарка, както и два различни вида скакалци.
„Надяваме се, че тези молекули в крайна сметка могат да бъдат разработени за лечение Ешерихия коли и MRSA [метицилин-резистентен Стафилококус ауреус] инфекции, които са все по-устойчиви на настоящите лекарства “, отбелязва Саймън Лий, един от изследователите, участващи в това проучване.
„Тези нови антибиотици биха могли да осигурят алтернативи на наличните в момента лекарства, които могат да бъдат ефективни, но да имат сериозни и нежелани странични ефекти“, твърди Лий.
На какво могат да ни научат майките хлебарки
Хлебарки също могат да бъдат следващият ни голям източник на протеин, според проучване, представено в Вестник на Международния съюз по кристалография през 2016 г. Един вид хлебарки, Diploptera punctata (хлебарка от тихоокеанския бръмбар),всъщност произвежда форма на мляко, за да изхранва живите си малки.
Това мляко, установиха изследователите, образува протеинови кристали в червата на малките. Тези кристали съдържат голямо количество протеин, толкова високо всъщност, че съавторът на изследването Subramanian Ramaswamy ги нарича „пълноценна храна“.
Въпреки че следователят предполага, че хлебарката с мляко може да стане част от новостната арена на протеинови напитки, той също призна, че процесът ще бъде предизвикателен. Тъй като не е възможно да се доят насекомите, изследователите ще трябва да намерят начин да произведат млякото изкуствено.
D. punctata може да се превърне и в новия животински модел на предпочитание към някои аспекти на клиничните изследвания, според Емили Дженингс и колеги от Университета в Синсинати в Охайо.
Дженингс е изследвал генетични маркери на бременна жена D. punctata за да разберем какво се случва на различни етапи по време на бременността на насекомото.
Новият модел, надява се изследователят, може да има по-големи приложения, а хлебарки могат да осигурят по-евтини животни, с които е по-лесно да се работи от бозайници, като например мишки.
„Имаме над 1000 хлебарки на доста малко пространство, огромна популация в сравнение с това, което можете да отглеждате с мишки. Режимът на хранене на хлебарки е цената на голяма торба кучешка храна, която може да продължи години “, отбелязва Дженингс.
3. Целият шум около отровата на оси
Много от нас са ужасени от оси, главно поради привидно случайното им агресивно поведение и защото ужилването им може да доведе до алергични реакции, които могат да варират от леко подуване до пълноценна анафилаксия.
Но в тяхното ужилване има и лечебен потенциал - поне според редица клинични проучвания, проведени през последните няколко години. Например едно изследване, публикувано в списанието Токсини през 2015 г. идентифицира три пептида, присъстващи в отровите на пчелите и осите, които, твърдят авторите, имат приложение в биомедицината.
Един от тези пептиди, мастопаран, присъства в отровата на стършели, хартиени оси и социални оси. Той има антимикробни и антивирусни свойства, наред с други видове терапевтичен потенциал.
„Мастопаранът самостоятелно или в комбинация с други антибиотици може да бъде обещаваща алтернатива за борба с устойчиви на множество антибиотици бактерии в клиничната практика“, пишат авторите на изследването.
Изследователите обаче също така предупреждават, че този пептид може да бъде токсичен за здравата тъкан, като атакува бактерии и околните клетки. „По този начин се изисква разработването на нови стратегии за намаляване на токсичните странични ефекти на мастопаран, като по този начин се подобрява осъществимостта на клиничните приложения“, посочват авторите на изследването.
Друго проучване, също от 2015 г., предполага, че Polybia-MP1 - мастопаран, присъстващ в отровата на социалната оса Polybia paulista - е успял да инхибира пролиферацията на клетки от рак на пикочния мехур и простатата, както и на резистентни на лекарства левкемични клетки.
Пептидът прави това, като пробива дупки в мембраните на раковите клетки, карайки ги да "пропускат" своето молекулно съдържание.
Още по-изненадващо е, че изследване от Калифорнийския университет в Ривърсайд - публикувано миналата година през Биохимия - идентифицира нов клас пептиди от отрова на оси, ампулексини, произведени от Ampulex компреса (смарагдовата оса на бижута), която може да отвори нов път за лечение на Паркинсон.
Оса с изумрудени бижута е скандална - ужилва хлебарки, първо за да ги парализира и след това да „контролира” мозъка им, така че хлебарки да станат летаргични и лесни за манипулиране.
В крайна сметка това позволява на осите да вмъкват яйцата си в телата на хлебарки, така че когато се излюпят, ларвите на осите могат да използват това като първи източник на храна.
Колкото и да е ужасен този процес, той даде на Калифорнийския университет важна преднина - неподвижното състояние на ужилените хлебарки е подобно на някои симптоми на болестта на Паркинсон.
Тъй като ампулексините изглежда са отговорни за предизвикването на обездвижване, изследователите имат за цел да ги изследват с надеждата, че те ще им позволят да намерят нова клетъчна цел за лечение на Паркинсон.
Тази функция Spotlight може да не е направила много за облекчаване на недоверието ви към малките същества. След като го прочетете обаче, може би следващия път, когато искате да избягате при вида на оса или да хвърлите чехъл на паяк, ще помислите отново и ще помислите, че бедният малък мини звяр някой ден може да поведе към следващия страхотен медицински откритие.
