3 srhljive plazeče, ki lahko spremenijo zdravje
Mnogi od nas se bojijo ali odganjajo "mini zver", kot so žuželke in pajki. Na takšna bitja pogosto gledamo kot na škodljivce, toda ta drobna bitja bi lahko skrivala boljše zdravje in terapije. V tej funkciji Spotlight pojasnjujemo, kako lahko trije “grozljivi plazilci” revolucionirajo zdravstvene raziskave.
Ljudje imamo od nekdaj odnos ljubezni in sovraštva do živali, ki nas enako pogosto očarajo in odbijejo.
Ena študija, objavljena leta 2017 in zajeta Medicinske novice danes ugotovili, da se lahko človekov strah pred grozljivimi plazmi "vtisne" v naše možgane in da imamo to nezaupanje do bitij, kot so pajki, že v povojih.
Kljub temu pa tudi žuželke, pajkovci in drugi bitji očarajo ljudi - morda zato, ker se tako zelo razlikujejo od nas. Navsezadnje lahko metulji okusijo z nogami, pajki lahko skozi majhne dlake na nogah "slišijo", črv, prepolovljen, pa lahko regenerira "rep" svojega telesa.
Pisatelji in drugi umetniki že stotine let gledajo v svet žuželk, v strahu pred tem, kar so tam našli.
Pesnik in slikar iz 18. stoletja William Blake je bil tako prevzet z majhnimi bitji, da je nekoč domnevno mislil, da je v sanjah videl duha bolhe, ki jo je nato nadaljeval s slikanjem.
Avtor s konca stoletja Franz Kafka pa je slovel na gnusu, ki ga mnogi doživljajo, ko naletijo na hrošče v svojih ljubljenih domovih, tako da napišejo zgodbo "Metamorfoza".
V tej zgodbi se glavni junak Gregor Samsa nekega jutra zbudi, ne da bi se počutil kot sam. Postal je "ungeheures Ungeziefer", kar v grobem prevodu iz nemščine pomeni "strašljiv škodljivec" - žuželka, ki dviguje dlako.
Toda nedavne raziskave kažejo, da so bitja fascinantna in jih je vredno preučevati ne samo zaradi svoje "onstranstva" ali zaradi odnosa z ljudmi in drugimi vrstami.
Ti mini zveri imajo dejansko lahko veliko za poučevanje in ponujanje v okviru kliničnih raziskav. V tej funkciji Spotlight pogledamo, kako lahko trije grozljivi plazilci spremenijo videz zdravja in medicinske terapije.
1. Pajki lahko tkajo nove tretmaje
Sindrom razdražljivega črevesja (IBS) se nanaša na sočasno skupino gastrointestinalnih simptomov, vključno z drisko in bolečinami v trebuhu, ki lahko močno vplivajo na kakovost življenja osebe. Po podatkih, objavljenih leta 2014, približno 11% svetovnega prebivalstva živi z IBS.
Leta 2016 so raziskovalci z univerze Adelaide v Avstraliji, univerze Johns Hopkins iz Baltimoreja in drugih sodelujočih institucij našli nov potencialni cilj za zdravljenje bolečin, povezanih z IBS - v pajkovem strupu.
Natančneje, skupina je ugotovila, da toksini, ki jih proizvaja vrsta tarantule, Heteroscodra maculate, so lahko aktivirali protein (ionski kanal), NaV1.1, ki je prisoten v črevesnih živcih in oddajajo bolečinske signale.
Raziskovalci so verjeli, da bi to odkritje lahko vodilo k bolj usmerjenemu zdravljenju bolečin s IBS. In dejansko so člani prvotne ekipe leta 2018 objavili novo študijo, v kateri so poročali, da so našli način za blokiranje signala bolečine v mišjih modelih IBS.
Tudi leta 2018 so preiskovalci z univerze v Queenslandu in Floreyjevega inštituta za nevroznanost in duševno zdravje - oba v Avstraliji - postavili nič na terapevtske lastnosti peptida, ki je prisoten v pajkovem strupu: Hm1a.
Skupina, ki jo je vodil prof. Glenn King z Univerze v Queenslandu, je lahko uporabila Hm1a za selektivno aktiviranje NaV1.1 v mišjih modelih Dravetovega sindroma, hude oblike epilepsije. S tem so raziskovalci lahko odstranili epileptične napade pri miših, ki so jih zdravili z molekulo pajkovega strupa.
"Pajki ubijajo svoj plen s strupenimi spojinami, ki ciljajo na živčni sistem," ugotavlja soavtor študije prof. Steven Petrou.
"Milijoni let evolucije so izpopolnili strup pajkov, da so posebej usmerili določene ionske kanale, ne da bi pri tem povzročili neželene učinke, zdravila, pridobljena iz pajkovega strupa, pa ohranjajo točnost," nadaljuje prof. Petrou in trdi, da bi trenutne ugotovitve njegove ekipe lahko privedle do več učinkovito zdravljenje napadov pri Dravetovem sindromu.
Skrivnosti in potencial pajkove svile
Toda strup pajkov ni edino področje biomedicinskih raziskav. "Pajkova svila je najtrši biološki material," pravi Jessica Garb, izredna profesorica na Oddelku za biološke znanosti na Univerzi v Massachusettsu Lowell.
"So trši kot jeklo, vendar tehtajo veliko manj, nekatere pajkove svile pa je mogoče raztegniti do trikrat večje dolžine, ne da bi se zlomile," nadaljuje. Iz teh razlogov so Garbs in sodelavci preučevali ta neverjetno tanek in prožen material, da bi ugotovili, kaj daje pajkovi svili moč in vsestranskost.
Leta 2018 so Garb in sodelavci prejeli nepovratna sredstva v višini 335.000 USD od Nacionalne znanstvene fundacije za njihove raziskave o pajkovi svili. Z odkritjem njegove skrivnosti preiskovalci upajo, da jim bo uspelo najti formulo za biomateriale naslednje generacije.
"Ti materiali bi se na primer lahko uporabili za izboljšanje čelad in pancirjev ali druge zaščitne opreme, medicinskih pripomočkov, kot so protetika, povoji in šivi, celo športna oprema."
Jessica Garb
2. Ščurki: od škodljivca do napoja
Zdi se, da je zelo škodovan ščurek poln potenciala, ko gre za pomoč zdravstvenim raziskavam. Poročila iz lanskega leta kažejo, da na Kitajskem obstajajo farme ščurkov, na katerih podjetniki dovoljujejo svobodno razmnoževanje ščurkov v temeljito saniranem okolju.
Vendar pa kmetija zapečati usodo teh revnih živali. Ko dosežejo zrelost, jih "kmetje ščurkov" zmeljejo v pasto, ki naj bi pomagala pri zdravljenju prebavil.
Ta praksa temelji na starodavnih kitajskih tradicijah, ki trdijo, da imajo ščurki terapevtsko uporabo. Toda ali je to res?
Po predhodnih raziskavah, ki so jih leta 2010 izvedli preiskovalci z univerze v Nottinghamu v Združenem kraljestvu, možgani ščurkov in kobilic vsebujejo najmanj devet molekul, ki bi lahko ubile močne bakterije, odporne na antibiotike. Preiskovalci so preizkusili ameriškega ščurka in dve različni vrsti kobilic.
“Upamo, da bi te molekule sčasoma lahko razvili v zdravljenje Escherichia coli in MRSA [odporna na meticilin zlati stafilokok] okužbe, ki so vedno bolj odporne na trenutna zdravila, «ugotavlja Simon Lee, eden od raziskovalcev, vključenih v to študijo.
"Ti novi antibiotiki bi lahko ponudili alternative trenutno razpoložljivim zdravilom, ki so lahko učinkovita, a imajo resne in neželene stranske učinke," trdi Lee.
Česa nas lahko naučijo matere ščurkov
Študije so lahko tudi naš naslednji odličen vir beljakovin, v skladu s študijo, predstavljeno v Revija Mednarodne zveze za kristalografijo leta 2016. Ena vrsta ščurkov, Diploptera punctata (pacifiški hrošč),dejansko proizvaja obliko mleka za prehrano svojih mladih mladičev.
Raziskovalci so ugotovili, da to mleko v črevesju mladih tvori beljakovinske kristale. Ti kristali vsebujejo veliko beljakovin, pravzaprav tako visoke, da jih je soavtor študije Subramanian Ramaswamy označil za "popolno hrano".
Čeprav je preiskovalec namigoval, da bi ščurkino mleko lahko postalo del novosti na področju beljakovinskih pijač, je tudi priznal, da bi bil postopek zahteven. Ker žuželk ni mogoče pomolziti, bi morali raziskovalci najti način za umetno proizvodnjo mleka.
D. punctata bi lahko po mnenju Emily Jennings in sodelavcev z univerze v Cincinnatiju v Ohiu tudi novi živalski model preferenc za nekatere vidike kliničnih raziskav.
Jennings je preučeval genetske označevalce nosečnice D. punctata razumeti, kaj se dogaja na različnih stopnjah med nosečnostjo žuželke.
Raziskovalec upa, da bi lahko imel novi model večje aplikacije, ščurki pa bi lahko zagotovili cenejše živali, s katerimi je lažje delati kot sesalce, na primer miši.
»Na dokaj majhnem prostoru imamo več kot 1000 ščurkov, ogromno prebivalstva v primerjavi s tistimi, ki jih lahko obdržite pri miših. Režim hranjenja ščurkov je strošek velike vrečke pasje hrane, ki lahko traja leta, «ugotavlja Jennings.
3. Vsa buja o strupu ose
Mnogi od nas se prestrašimo os, predvsem zaradi njihovega na videz naključnega agresivnega vedenja in ker lahko njihov pik povzroči alergijske reakcije, ki lahko segajo od blage otekline do popolne anafilaksije.
Toda v njihovem vbodu je tudi kurativni potencial - vsaj glede na vrsto kliničnih študij, opravljenih v zadnjih nekaj letih. Na primer ena študija, objavljena v reviji Toksini leta 2015 so identificirali tri peptide, ki so prisotni v strupih čebel in os, za katere avtorji trdijo, da se uporabljajo v biomedicini.
Eden od teh peptidov, mastoparan, je prisoten v strupu sršenov, papirnatih os in socialnih os. Med drugimi vrstami terapevtskega potenciala ima protimikrobne in protivirusne lastnosti.
"Mastoparan sam ali v kombinaciji z drugimi antibiotiki bi lahko bil obetavna alternativa za boj proti bakterijam, odpornim na več antibiotikov, v klinični praksi," pišejo avtorji študije.
Raziskovalci pa tudi opozarjajo, da je ta peptid lahko strupen za zdravo tkivo, tako da napada bakterije in okoliške celice. "Zato je potreben razvoj novih strategij za zmanjšanje toksičnih neželenih učinkov mastoparana in s tem izboljšanje izvedljivosti kliničnih aplikacij," poudarjajo avtorji študije.
Druga študija, prav tako iz leta 2015, je pokazala, da Polybia-MP1 - mastoparan, prisoten v strupu socialne ose Polybia paulista - je lahko zaviral širjenje celic raka mehurja in prostate, pa tudi celic levkemije, odporne na zdravila.
Peptid to stori tako, da vtakne luknje v membrane rakavih celic, zaradi česar jim "pušča" molekularna vsebnost.
Še bolj presenetljivo pa je bila raziskava Kalifornijske univerze v Riversideu, objavljena lani v Ljubljani Biokemija - je identificiral nov razred peptidov strupov ose, ampuleksine, ki jih proizvaja Ampulex compressa (osa smaragdnega dragulja), ki bi lahko odprla novo pot za zdravljenje Parkinsonove bolezni.
Osa smaragdnega dragulja je razvpita - ščurke piči, najprej jih ohromi, nato pa nadzira njihove možgane, tako da ščurki postanejo letargični in enostavni za upravljanje.
Na koncu to omogoča, da ose vstavijo jajčeca v telesa ščurkov, tako da jih ličinke os lahko, ko se izležejo, uporabijo kot prvi vir hrane.
Kakor koli grozljiv je ta proces, je Kalifornijski univerzi dal pomembno prednost - nepremično stanje pikanih ščurkov je podobno nekaterim simptomom Parkinsonove bolezni.
Ker se zdi, da so ampuleksini odgovorni za povzročitev nepremičnosti, jih preiskovalci želijo preučiti v upanju, da jim bodo omogočili najti novo celično tarčo za Parkinsonovo zdravljenje.
Ta funkcija žarometa morda ni veliko prispevala k omilitvi vašega nezaupanja do drobnih živalcev. Ko pa jo boste prebrali, boste morda naslednjič, ko boste želeli pobegniti ob pogledu na ose ali vrgli copate na pajka, še enkrat pomislili in pomislili, da bo ubogi mali zver morda nekoč vodil pot do naslednje velike zdravstvene odkritje.
