Οι ενώσεις δηλητηρίου του σκορπιού μπορούν να σκοτώσουν επικίνδυνα βακτήρια
Οι ερευνητές κατάφεραν να συνθέσουν δύο ενώσεις δηλητηρίου σκορπιού που είναι αποτελεσματικές έναντι ορισμένων στελεχών εξαιρετικά μολυσματικών βακτηρίων. Οι ενώσεις είναι επίσης απίθανο να βλάψουν τους ανθρώπους, οι επιστήμονες μας διαβεβαιώνουν.
Πιστωτική εικόνα: Edson N. Carcamo-Noriega
Χιλιάδες είδη ζώων σε όλο τον κόσμο είναι δηλητηριώδη, από αράχνες έως σφήκες, ψάρια, φίδια και βάτραχους.
Το δηλητήριο ορισμένων ζώων είναι αρκετά ισχυρό ώστε να προκαλέσει ήπιο ερεθισμό και να αποθαρρύνει τους πιθανούς θηρευτές, ενώ το δηλητήριο άλλων ζώων, όπως το μικροσκοπικό χταπόδι με μπλε δαχτυλίδια, θα μπορούσε εύκολα να σκοτώσει έναν ενήλικο άνθρωπο μέσα σε λίγα λεπτά.
Ωστόσο, οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι πολλά θανατηφόρα ζωικά ζώα μπορεί επίσης να έχουν την απάντηση στη μόλυνση και την ασθένεια.
Για παράδειγμα, το δηλητήριο του Tropidolaemus wagleri, ένα είδος οχιάς που προέρχεται από τη Νοτιοανατολική Ασία, θα μπορούσε να βελτιώσει τη θεραπεία των θρόμβων αίματος και ένα βασικό συστατικό του δηλητηρίου της αράχνης του ιστού χοάνης θα μπορούσε να βοηθήσει στην πρόληψη της εγκεφαλικής βλάβης μετά από εγκεφαλικό επεισόδιο.
Επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ, στην Καλιφόρνια, και το Εθνικό Αυτόνομο Πανεπιστήμιο του Μεξικού, στην Πόλη του Μεξικού, πρόσφατα έκαναν μια άλλη πολλά υποσχόμενη ανακάλυψη: Δύο ενώσεις από το δηλητήριο ενός σκορπιού που προέρχεται από το Ανατολικό Μεξικό, Diplocentrus melici, μπορεί να καταπολεμήσει τα δύσκολα βακτήρια χωρίς να προκαλέσει βλάβη σε υγιή ιστό.
Η ομάδα διεξήγαγε την έρευνά τους σε ποντίκια, καθώς και σε δείγματα ιστών, για να ελέγξει την αποτελεσματικότητα και την ασφάλεια των ενώσεων. Τα ευρήματα της μελέτης εμφανίζονται τώρα στο PNAS.
Η ανακάλυψη 2 νέων ενώσεων
Ο καθηγητής Richard Zare, από το Στάνφορντ, ο καθηγητής Lourival Possani, από το Εθνικό Αυτόνομο Πανεπιστήμιο του Μεξικού, και οι ομάδες τους πραγματοποίησαν την ενδιαφέρουσα ανακάλυψη μετά τη σύλληψη μερικών δειγμάτων Δ. Melici από τους ερευνητές του καθηγητή Possani στο Μεξικό.
Η έρευνα του καθηγητή Possani περιστράφηκε γύρω από την ανακάλυψη νέων ιατρικών θεραπειών που βασίζονται στο δηλητήριο του σκορπιού. Ο καθηγητής Zare ειδικεύεται στην ανίχνευση χημικών αντιδράσεων σε μοριακό επίπεδο.
Οι δύο ανώτεροι ερευνητές και οι ομάδες τους συνεργάστηκαν στον εντοπισμό των βασικών ενώσεων που έκαναν Δ. Melici δηλητήριο ένα σημαντικό φαρμακολογικό μόλυβδο. Η όλη διαδικασία ήταν πολύ επίπονη, και ακόμη και η εύρεση των σκορπιών, πρώτον, ήταν δύσκολη.
«Η συλλογή αυτού του είδους του σκορπιού είναι δύσκολη γιατί κατά τη διάρκεια του χειμώνα και των ξηρών περιόδων, ο σκορπιός είναι θαμμένος. Μπορούμε να το βρούμε μόνο την περίοδο των βροχών », εξηγεί ο καθηγητής Ποσάνη.
Για να «γάλα» τους σκορπιούς για το δηλητήριό τους, οι ερευνητές έπρεπε να εφαρμόσουν ήπια ηλεκτρικά ερεθίσματα στις ουρές των αραχνοειδών. Ακολουθώντας αυτήν τη διαδικασία, η ομάδα είδε ότι το δηλητήριο έγινε καστανό μόλις εκτέθηκε στον αέρα.
Αφού διεξήγαγαν αρκετές ευαίσθητες δοκιμές, οι ερευνητές θεώρησαν ότι δύο χημικές ενώσεις της 1,4-βενζοκινόνης - τις οποίες μπόρεσαν να συνθέσουν από μια μικρή ποσότητα δηλητηρίου σκορπιού - ήταν υπεύθυνες για αυτήν την αλλαγή. Κάθε μία από αυτές τις ενώσεις μετατράπηκε σε διαφορετικό χρώμα, το ένα κόκκινο και το άλλο μπλε, όταν έρθουν σε επαφή με τον αέρα.
«Είχαμε μόνο 0,5 μικρολίτρα του δηλητηρίου για να εργαστούμε. Αυτό είναι 10 φορές μικρότερο από την ποσότητα αίματος που θα πιπιλίζει ένα κουνούπι σε μία μερίδα », σημειώνει ο καθηγητής Zare.
Οι βενζοκινόνες, εξηγούν οι επιστήμονες, έχουν αντιμικροβιακές ιδιότητες και οι δύο ενώσεις που η ομάδα ταυτοποίησε ήταν προηγουμένως άγνωστες. Είναι διακριτικά διαφορετικά το ένα από το άλλο.
«Οι δύο ενώσεις σχετίζονται δομικά, αλλά ενώ το κόκκινο έχει άτομο οξυγόνου σε έναν από τους κλάδους του, το μπλε έχει άτομο θείου», εξηγεί ο Shibdas Banerjee, Ph.D., ένας από τους συγγραφείς της μελέτης που είναι υπεύθυνοι για την αποσαφήνιση του δομή των πρόσφατα ανακαλυφθέντων χημικών.
Ένα τσίμπημα στην ουρά ... κατά των βακτηρίων
Δεδομένου του γεγονότος ότι οι βενζοκινόνες μπορούν να σκοτώσουν βακτηριακά στελέχη, οι ερευνητές στο εργαστήριο του καθηγητή Zare έστειλαν δείγματα των δύο πρόσφατα ανακαλυφθέντων ενώσεων στον Δρ. , για περαιτέρω δοκιμές.
Η ομάδα στο Σαλβαδόρ Zubirán διαπίστωσε ότι η κόκκινη 1,4-βενζοκινόνη καταστράφηκε αποτελεσματικά Η ασθένεια του σταφυλοκοκου, το οποίο είναι εξαιρετικά μολυσματικό, ενώ η μπλε 1,4-βενζοκινόνη μπόρεσε να σκοτώσει διαφορετικά στελέχη Mycobacterium tuberculosis, τα οποία είναι υπεύθυνα για τη φυματίωση.
Περιλαμβάνεται Μ. Tuberculosis στελέχη που είχαν αναπτύξει αντοχή σε πολλαπλά αντιβιοτικά. Ωστόσο, ένα ερώτημα παραμένει.
«Βρήκαμε ότι αυτές οι ενώσεις σκότωσαν βακτήρια, αλλά στη συνέχεια το ερώτημα έγινε,« Θα σας σκοτώσει επίσης; »» σημειώνει ο καθηγητής Zare.
«Και η απάντηση είναι όχι: Η ομάδα του Hernández-Pando έδειξε ότι η μπλε ένωση σκοτώνει τα βακτήρια της φυματίωσης, αλλά αφήνει άθικτη την επένδυση των πνευμόνων.»
Καθηγητής Richard Zare
Περισσότερα μυστήρια που πρέπει να αποκαλυφθούν
Το γεγονός ότι οι δύο πρόσφατα αναγνωρισμένες ενώσεις είναι πολύ αποτελεσματικές έναντι των θανατηφόρων βακτηρίων και φαινομενικά ασφαλείς στη χορήγηση τους καθιστούν ιδανικούς υποψήφιους για νέα φάρμακα και θεραπείες. Ωστόσο, παρατηρεί ο καθηγητής Ποσάνη, αυτή η νέα πορεία έρευνας δεν θα ήταν ποτέ δυνατή αν όχι για τον καθηγητή Zare και την ομάδα του.
Χάρη στο γεγονός ότι ο καθηγητής Zare και οι συνεργάτες του έμαθαν πώς να συνθέσουν τις δύο βενζοκινόνες από το δηλητήριο του Δ. Melici ότι οι ερευνητές θα μπορούν πλέον να αναζητούν τρόπους χρήσης αυτών των ενώσεων για θεραπευτικούς σκοπούς.
«Η ποσότητα συστατικών δηλητηρίου που μπορούμε να πάρουμε από τα ζώα είναι εξαιρετικά χαμηλή. Η σύνθεση των ενώσεων ήταν καθοριστική για την επιτυχία αυτού του έργου », εξηγεί ο καθηγητής Ποσάνη.
«Από τον όγκο, το δηλητήριο του σκορπιού είναι ένα από τα πιο πολύτιμα υλικά στον κόσμο. Θα κοστίσει 39 εκατομμύρια δολάρια για να παραχθεί ένα γαλόνι », σημειώνει ο καθηγητής Zare.
«Εάν βασίζονταν μόνο στους σκορπιούς για να το παράγει, κανείς δεν θα μπορούσε να το αντέξει, οπότε είναι σημαντικό να προσδιορίσουμε ποια είναι τα κρίσιμα συστατικά και να είστε σε θέση να τα συνθέσετε», τονίζει.
Στο μέλλον, οι ερευνητές σκοπεύουν να συνεχίσουν να συνεργάζονται για να μάθουν πώς να το χρησιμοποιήσουν Δ. Melici για το καλό. Ταυτόχρονα, ο καθηγητής Zare και ο καθηγητής Possani ενδιαφέρονται για το γιατί οι δύο μη τοξικές χημικές ουσίες υπάρχουν στο δηλητήριο σκορπιών, και θα ήθελαν να αποκαλύψουν αυτό το μυστήριο.
«Αυτές οι ενώσεις μπορεί να μην είναι το δηλητηριώδες συστατικό του δηλητηρίου. Δεν έχουμε ιδέα γιατί ο σκορπιός δημιουργεί αυτές τις ενώσεις. Υπάρχουν περισσότερα μυστήρια », λέει ο καθηγητής Zare.
