3 ανατριχιαστικές ανιχνεύσεις που μπορεί να φέρουν επανάσταση στην υγεία
Πολλοί από εμάς φοβόμαστε ή απωθούμαστε από «μίνι μύκητες», όπως έντομα και αράχνες. Συχνά βλέπουμε τέτοια ζώα ως παράσιτα, αλλά αυτά τα μικροσκοπικά πλάσματα θα μπορούσαν να κρατήσουν το μυστικό για καλύτερη υγεία και θεραπείες. Σε αυτήν τη λειτουργία Spotlight, εξηγούμε πώς τρία «ανατριχιαστικά crawlies» μπορούν να φέρουν επανάσταση στην έρευνα για την υγεία.
Οι άνθρωποι είχαν πάντα μια σχέση αγάπης-μίσους με τους κριτικούς, οι οποίοι τείνουν να μας γοητεύουν και να μας αποκρούουν με ίσους όρους.
Μια μελέτη δημοσιεύθηκε το 2017 και καλύφθηκε στις Ιατρικά νέα σήμερα διαπίστωσε ότι ο φόβος των ανθρώπων για τις ανατριχιαστικές ανιχνεύσεις μπορεί να «σφραγιστεί» στον εγκέφαλό μας και ότι μπορεί να έχουμε αυτήν την δυσπιστία για πλάσματα, όπως οι αράχνες, ακόμη και στα νήπια.
Ωστόσο, τα έντομα, οι αραχνοειδείς και άλλοι δημιουργοί συναρπάζουν επίσης τους ανθρώπους - ίσως επειδή είναι τόσο πολύ διαφορετικοί από εμάς. Μετά από όλα, οι πεταλούδες μπορούν να δοκιμάσουν με τα πόδια τους, οι αράχνες μπορούν να «ακούσουν» μέσα από τις μικρές τρίχες στα πόδια τους και ένα σκουλήκι που κόβεται στα μισά μπορεί να αναγεννήσει την «ουρά» του σώματός του.
Συγγραφείς και άλλοι καλλιτέχνες κοιτάζουν τον κόσμο των εντόμων εδώ και εκατοντάδες χρόνια, με δέος αυτό που βρήκαν εκεί.
Ο ποιητής και ζωγράφος του 18ου αιώνα Γουίλιαμ Μπλέικ πήρε τόσο μικρά πλάσματα που κάποτε, φέρεται, πίστευε ότι είχε δει το φάντασμα ενός ψύλλου στα όνειρά του, το οποίο στη συνέχεια προχώρησε να ζωγραφίσει.
Ο συγγραφέας της εποχής του αιώνα, Franz Kafka, από την άλλη πλευρά, φημίζεται για την αηδία που βιώνουν πολλοί άνθρωποι όταν συναντούν σφάλματα στα αγαπημένα τους σπίτια γράφοντας την ιστορία «Η Μεταμόρφωση».
Σε αυτήν την ιστορία, ο κύριος χαρακτήρας, ο Γκρέγκορ Σάμσα, ξυπνά ένα πρωί χωρίς να νιώθει σαν τον εαυτό του. Έχει γίνει «ungeheures Ungeziefer», το οποίο μεταφράζεται περίπου από τα γερμανικά σημαίνει «τρομακτικό παράσιτο» - ένα έντομο που μεγαλώνει τα μαλλιά.
Ωστόσο, η πρόσφατη έρευνα δείχνει ότι οι δημιουργοί είναι συναρπαστικοί και αξίζουν να μελετηθούν όχι μόνο λόγω της «άλλης κοσμικότητάς τους» ή λόγω της σχέσης τους με ανθρώπους και άλλα είδη.
Αυτά τα minibeasts μπορεί στην πραγματικότητα να έχουν πολλά να διδάξουν και να προσφέρουν στο πλαίσιο της κλινικής έρευνας. Σε αυτήν τη λειτουργία Spotlight, εξετάζουμε πώς τρία ανατριχιαστικά crawlies μπορούν να αλλάξουν το πρόσωπο της υγείας και της ιατρικής θεραπείας.
1. Οι αράχνες μπορούν να υφαίνουν νέες θεραπείες
Το σύνδρομο ευερέθιστου εντέρου (IBS) αναφέρεται σε μια συνυπάρχουσα ομάδα γαστρεντερικών συμπτωμάτων, όπως διάρροια και κοιλιακό άλγος που μπορούν να επηρεάσουν σοβαρά την ποιότητα ζωής ενός ατόμου. Σύμφωνα με στοιχεία που δημοσιεύθηκαν το 2014, περίπου το 11% του παγκόσμιου πληθυσμού ζει με το IBS.
Το 2016, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Αδελαΐδα στην Αυστραλία, το Πανεπιστήμιο Johns Hopkins στη Βαλτιμόρη, MD και άλλα συνεργαζόμενα ιδρύματα βρήκαν έναν νέο πιθανό στόχο για τη θεραπεία πόνου που σχετίζεται με το IBS - στο δηλητήριο της αράχνης.
Πιο συγκεκριμένα, η ομάδα διαπίστωσε ότι οι τοξίνες που παράγονται από ένα είδος ταραντούλα, Εμβόλιο, μπόρεσαν να ενεργοποιήσουν μια πρωτεΐνη (κανάλι ιόντων), NaV1.1 που υπάρχει στα εντερικά νεύρα που στέλνουν σήματα πόνου.
Οι ερευνητές πίστευαν ότι αυτή η ανακάλυψη θα μπορούσε να οδηγήσει σε πιο στοχευμένες θεραπείες για τον πόνο του IBS. Και πράγματι, το 2018, τα μέλη της αρχικής ομάδας δημοσίευσαν μια νέα μελέτη που ανέφερε ότι βρήκαν έναν τρόπο να μπλοκάρουν το σήμα πόνου σε μοντέλα ποντικιών του IBS.
Επίσης το 2018, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Queensland και το Ινστιτούτο Νευροεπιστήμης και Ψυχικής Υγείας Florey - και οι δύο στην Αυστραλία - μηδενίστηκαν στις θεραπευτικές ιδιότητες ενός πεπτιδίου που υπάρχει στο δηλητήριο της αράχνης: Hm1a.
Η ομάδα, με επικεφαλής τον καθηγητή Glenn King από το Πανεπιστήμιο του Queensland, κατάφερε να χρησιμοποιήσει το Hm1a για να ενεργοποιήσει επιλεκτικά το NaV1.1 σε μοντέλα ποντικών του συνδρόμου Dravet, μια σοβαρή μορφή επιληψίας. Με τον τρόπο αυτό, οι ερευνητές μπόρεσαν να εξαλείψουν τις επιληπτικές κρίσεις στα ποντίκια που αντιμετώπισαν με το μόριο του δηλητηρίου της αράχνης.
«Οι αράχνες σκοτώνουν το θήραμά τους μέσω ενώσεων δηλητηρίου που στοχεύουν το νευρικό σύστημα», σημειώνει ο συν-συγγραφέας της μελέτης καθηγητής Steven Petrou.
«Εκατομμύρια χρόνια εξέλιξης βελτίωσαν το δηλητήριο της αράχνης ώστε να στοχεύουν συγκεκριμένα κανάλια ιόντων, χωρίς να προκαλούν παρενέργειες σε άλλους, και τα φάρμακα που προέρχονται από τα δηλητήρια αράχνης διατηρούν αυτήν την ακρίβεια», συνεχίζει ο καθηγητής Πέτρου, υποστηρίζοντας ότι τα τρέχοντα ευρήματα της ομάδας του θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε περισσότερα αποτελεσματικές θεραπείες για επιληπτικές κρίσεις στο σύνδρομο Dravet.
Τα μυστικά και οι δυνατότητες του μεταξιού από αράχνη
Αλλά το δηλητήριο της αράχνης δεν είναι το μόνο επίκεντρο της βιοϊατρικής έρευνας. «Τα μεταξωτά αράχνη είναι το πιο δύσκολο βιολογικό υλικό», λέει η Τζέσικα Γκαρμπ, που είναι αναπληρωτής καθηγητής στο Τμήμα Βιολογικών Επιστημών του Πανεπιστημίου της Μασαχουσέτης Λόουελ.
«Είναι σκληρότερα από το ατσάλι, αλλά ζυγίζουν πολύ λιγότερο, και μερικά μεταξωτά αράχνη μπορούν να τεντωθούν έως και τρεις φορές το μήκος τους χωρίς να σπάσουν», συνεχίζει. Για αυτούς τους λόγους, ο Garbs και οι συνάδελφοί του μελετούν αυτό το απίστευτα λεπτό και ανθεκτικό υλικό, με στόχο να ανακαλύψουν τι δίνει στη μεταξωτή αράχνη τη δύναμη και την ευελιξία της.
Το 2018, ο Garb και οι συνεργάτες του έλαβαν επιχορήγηση 335.000 δολαρίων από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών για την έρευνά τους για το μετάξι αράχνης. Ξεκλειδώνοντας το μυστικό του, οι ερευνητές ελπίζουν ότι θα μπορέσουν να βρουν μια φόρμουλα για βιοϋλικά επόμενης γενιάς.
"Για παράδειγμα, αυτά τα υλικά θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να βελτιώσουν τα κράνη και την πανοπλία του σώματος ή άλλο προστατευτικό εξοπλισμό, ιατρικές συσκευές όπως προσθετικά, επίδεσμοι και ράμματα, ακόμη και αθλητικά εργαλεία."
Τζέσικα Γκαρμπ
2. Κατσαρίδες: Από παράσιτο έως φίλτρο
Η πολύ κακοήθης κατσαρίδα φαίνεται επίσης να είναι γεμάτη δυνατότητες όσον αφορά την ενίσχυση της έρευνας για την υγεία. Αναφορές από πέρυσι δείχνουν ότι στην Κίνα, υπάρχουν εκμεταλλεύσεις κατσαρίδων, στις οποίες οι επιχειρηματίες επιτρέπουν στις κατσαρίδες να αναπαράγονται ελεύθερα σε ένα πλήρως καθαρισμένο περιβάλλον.
Ωστόσο, το αγρόκτημα σφραγίζει τη μοίρα αυτών των φτωχών ζωγράφων. Όταν φτάσουν στην ωριμότητα, οι «αγρότες κατσαρίδας» τους γειώνουν σε μια πάστα που υποτίθεται ότι βοηθά στη θεραπεία γαστρεντερικών προβλημάτων.
Αυτή η πρακτική έχει τις ρίζες της στις αρχαίες κινεζικές παραδόσεις που υποστηρίζουν ότι οι κατσαρίδες μπορούν να έχουν θεραπευτική χρήση. Αυτό είναι αλήθεια;
Σύμφωνα με προκαταρκτική έρευνα που διεξήχθη το 2010 από ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Nottingham στο Ηνωμένο Βασίλειο, οι εγκέφαλοι των κατσαρίδων και των ακρίδων δεν περιέχουν λιγότερα από εννέα μόρια που θα μπορούσαν να σκοτώσουν ισχυρά, ανθεκτικά στα αντιβιοτικά βακτήρια. Οι ερευνητές δοκίμασαν την αμερικανική κατσαρίδα, καθώς και δύο διαφορετικά είδη ακρίδων.
«Ελπίζουμε ότι αυτά τα μόρια θα μπορούσαν τελικά να εξελιχθούν σε θεραπείες για Escherichia coli και MRSA [ανθεκτικό στη μεθικιλλίνη Η ασθένεια του σταφυλοκοκου] λοιμώξεις που είναι όλο και πιο ανθεκτικές στα τρέχοντα φάρμακα », σημειώνει ο Simon Lee, ένας από τους ερευνητές που συμμετείχαν σε αυτήν τη μελέτη.
«Αυτά τα νέα αντιβιοτικά θα μπορούσαν ενδεχομένως να παρέχουν εναλλακτικές λύσεις έναντι των διαθέσιμων φαρμάκων που μπορεί να είναι αποτελεσματικά αλλά έχουν σοβαρές και ανεπιθύμητες παρενέργειες», υποστηρίζει ο Lee.
Τι μπορούν να μας διδάξουν οι μητέρες κατσαρίδων
Οι κατσαρίδες θα μπορούσαν επίσης να είναι η επόμενη μεγάλη πηγή πρωτεΐνης μας, σύμφωνα με μια μελέτη που παρουσιάστηκε στο International Union of Crystallography Journal το 2016. Ένα είδος κατσαρίδας, Diploptera punctata (η κατσαρίδα του σκαθαριού του Ειρηνικού),παράγει πραγματικά μια μορφή γάλακτος για να ταΐσει τους ζωντανούς νέους του.
Αυτό το γάλα, οι ερευνητές έχουν βρει, σχηματίζει πρωτεϊνικούς κρυστάλλους στο έντερο των νέων. Αυτοί οι κρύσταλλοι περιέχουν υψηλή ποσότητα πρωτεΐνης, τόσο υψηλή, στην πραγματικότητα, που ο συν-συγγραφέας της μελέτης Subramanian Ramaswamy τους έχει αναφέρει ως «ένα πλήρες φαγητό».
Παρόλο που ο ερευνητής πρότεινε ότι το γάλα κατσαρίδας θα μπορούσε να γίνει μέρος της αρένας πρωτότυπων ποτών πρωτεΐνης, έχει επίσης παραδεχτεί ότι η διαδικασία θα ήταν δύσκολη. Δεδομένου ότι δεν είναι δυνατόν να αρμέξει τα έντομα, οι ερευνητές θα έπρεπε να βρουν έναν τρόπο να παράγουν το γάλα τεχνητά.
Δ. Punctata θα μπορούσε επίσης να γίνει το νέο ζωικό μοντέλο προτίμησης για ορισμένες πτυχές της κλινικής έρευνας, σύμφωνα με την Emily Jennings και τους συναδέλφους του από το Πανεπιστήμιο του Σινσινάτι στο Οχάιο.
Η Jennings έχει μελετήσει γενετικούς δείκτες εγκύων γυναικών Δ. Punctata να κατανοήσουμε τι συμβαίνει σε διάφορα στάδια κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης του εντόμου.
Το νέο μοντέλο, ελπίζει ο ερευνητής, θα μπορούσε να έχει μεγαλύτερες εφαρμογές και οι κατσαρίδες θα μπορούσαν να παρέχουν φθηνότερα ζώα με ευκολότερη εργασία από τα θηλαστικά, όπως τα ποντίκια.
«Έχουμε πάνω από 1.000 κατσαρίδες σε έναν αρκετά μικρό χώρο, έναν τεράστιο πληθυσμό σε σύγκριση με αυτό που μπορείτε να κρατήσετε με ποντίκια. Η διατροφή των κατσαρίδων είναι το κόστος μιας μεγάλης σακούλας τροφής για σκύλους που μπορεί να διαρκέσει για χρόνια », σημειώνει ο Jennings.
3. Όλη η φήμη για το δηλητήριο σφήκας
Πολλοί από εμάς τρομοκρατούνται από σφήκες, κυρίως λόγω της φαινομενικά τυχαίας επιθετικής συμπεριφοράς τους και επειδή το τσίμπημά τους μπορεί να προκαλέσει αλλεργικές αντιδράσεις, οι οποίες μπορεί να κυμαίνονται από ήπιο οίδημα έως πλήρη αναφυλαξία.
Υπάρχει όμως και ένα θεραπευτικό δυναμικό στο τσίμπημά τους - τουλάχιστον σύμφωνα με μια σειρά κλινικών μελετών που πραγματοποιήθηκαν τα τελευταία χρόνια. Για παράδειγμα, μία μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Τοξίνες το 2015 εντοπίστηκαν τρία πεπτίδια που υπάρχουν σε άτομα μελισσών και σφηκών, τα οποία, σύμφωνα με τους συγγραφείς, έχουν εφαρμογή στη βιοϊατρική.
Ένα από αυτά τα πεπτίδια, η μαστοπαράνη, υπάρχει στο δηλητήριο των σφήκες, τις σφήκες από χαρτί και τις κοινωνικές σφήκες. Έχει αντιμικροβιακές και αντι-ιικές ιδιότητες, μεταξύ άλλων τύπων θεραπευτικού δυναμικού.
«Η μαστοπαράνη μόνη της ή σε συνδυασμό με άλλα αντιβιοτικά θα μπορούσε να είναι μια πολλά υποσχόμενη εναλλακτική λύση για την καταπολέμηση πολλαπλών ανθεκτικών στα αντιβιοτικά βακτηρίων στην κλινική πρακτική», γράφουν οι συγγραφείς της μελέτης.
Ωστόσο, οι ερευνητές προειδοποιούν επίσης ότι αυτό το πεπτίδιο μπορεί να είναι τοξικό για υγιή ιστό, επιτίθεται στα βακτήρια και στα περιβάλλοντα κύτταρα. «Επομένως, απαιτείται η ανάπτυξη νέων στρατηγικών για τη μείωση των τοξικών παρενεργειών της μαστοπαράνης, βελτιώνοντας έτσι τη σκοπιμότητα κλινικών εφαρμογών», επισημαίνουν οι συγγραφείς της μελέτης.
Μια άλλη μελέτη, επίσης, από το 2015, έδειξε ότι το Polybia-MP1 - ένα μαστοπαράν που υπάρχει στο δηλητήριο της κοινωνικής σφήκας Polybia paulista - μπόρεσε να αναστέλλει τον πολλαπλασιασμό των καρκινικών κυττάρων της ουροδόχου κύστης και του προστάτη, καθώς και των ανθεκτικών στα φάρμακα λευχαιμικών κυττάρων.
Το πεπτίδιο το κάνει αυτό σπρώχνοντας τρύπες στις μεμβράνες των καρκινικών κυττάρων, κάνοντάς τα να «διαρρέουν» το μοριακό τους περιεχόμενο.
Ακόμη πιο εκπληκτικά, η έρευνα από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Riverside - δημοσιεύθηκε πέρυσι το Βιοχημεία - εντόπισε μια νέα κατηγορία πεπτιδίων δηλητηρίου σφήκας, αμπουλεξίνες, που παράγονται από Συμπίεση Ampulex (η σμαραγδένια σφήκα κοσμημάτων), η οποία θα μπορούσε να ανοίξει ένα νέο δρόμο για τις θεραπείες του Πάρκινσον.
Η σμαραγδένια σφήκα κοσμημάτων είναι διαβόητη - χτυπά τις κατσαρίδες, πρώτα για να τις παραλύσει και στη συνέχεια να «ελέγξει» τον εγκέφαλό τους, έτσι ώστε οι κατσαρίδες να γίνουν ληθαργικές και να χειριστούν εύκολα.
Τελικά, αυτό επιτρέπει στις σφήκες να εισάγουν τα αυγά τους στο σώμα των κατσαρίδων, έτσι ώστε όταν εκκολάπτονται, οι προνύμφες της σφήκας μπορούν να το χρησιμοποιήσουν ως την πρώτη πηγή τροφής τους.
Όσο τρομακτική όσο είναι αυτή η διαδικασία, έδωσε στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας σημαντικό προβάδισμα - η ακίνητη κατάσταση των τσιμπωμένων κατσαρίδων είναι παρόμοια με ορισμένα συμπτώματα της νόσου του Πάρκινσον.
Δεδομένου ότι οι αμπουλεξίνες φαίνεται να είναι υπεύθυνες για την πρόκληση της ακινησίας, οι ερευνητές στοχεύουν να τις μελετήσουν με την ελπίδα ότι αυτές θα τους επιτρέψουν να βρουν έναν νέο κυτταρικό στόχο για τις θεραπείες του Πάρκινσον.
Αυτό το χαρακτηριστικό Spotlight μπορεί να μην έχει κάνει πολλά για να ανακουφίσει τη δυσπιστία σας για μικροσκοπικά. Ωστόσο, αφού το έχετε διαβάσει, ίσως την επόμενη φορά που θέλετε να φύγετε όταν κοιτάτε μια σφήκα ή να ρίξετε μια παντόφλα σε μια αράχνη, θα σκεφτείτε ξανά και θα σκεφτείτε ότι ο φτωχός μικρός μίνι πόκερ μπορεί κάποια μέρα να οδηγήσει στο επόμενο μεγάλο ιατρικό ανακάλυψη.
