3 jeziva puzanja koja mogu revolucionirati zdravlje
Mnoge od nas plaše ili odbijaju "mini zvijeri", poput insekata i pauka. Takva stvorenja često gledamo kao štetnike, ali ta sitna bića mogla bi držati tajnu za bolje zdravlje i terapije. U ovoj značajci Spotlight objašnjavamo kako tri "jeziva puzanja" mogu revolucionirati zdravstvena istraživanja.
Ljudi su oduvijek imali odnos ljubavi i mržnje prema stvorenjima, koji nas obično fasciniraju i odbijaju u jednakoj mjeri.
Jedna studija objavljena 2017. godine i pokrila je Medicinske vijesti danas otkrio da se ljudski strah od jezivih puzanja može "utisnuti" u naš mozak i da to nepovjerenje prema stvorenjima, poput pauka, možemo imati čak i u djetinjstvu.
Ipak, insekti, paučnjaci i drugi stvorovi također fasciniraju ljude - možda zato što se toliko razlikuju od nas. Napokon, leptiri mogu okusiti nogama, pauci mogu "čuti" kroz male dlačice na nogama, a crv prepolovljen može regenerirati "rep" svog tijela.
Književnici i drugi umjetnici stotinama su godina zavirivali u svijet insekata, u strahu od onoga što su tamo pronašli.
Pjesnik i slikar iz 18. stoljeća William Blake bio je toliko zaokupljen sitnim stvorenjima da je jednom, navodno, pomislio da je u snovima vidio duha buhe koju je potom nastavio slikati.
S druge strane, autor s prijelaza stoljeća, Franz Kafka, čuveno izgrađen na gađenju koje mnogi ljudi doživljavaju nailazeći na bube u svojim voljenim domovima, napisavši priču "Metamorfoza".
U ovoj se priči glavni lik, Gregor Samsa, jednog jutra probudi ne osjećajući se poput sebe. Postao je "ungeheures Ungeziefer", što u grubom prijevodu s njemačkog znači "zastrašujući štetnik" - kukac koji podiže dlaku.
No nedavna istraživanja sugeriraju da su stvorenja fascinantna i da ih vrijedi proučavati ne samo zbog svoje "onostranosti" ili zbog odnosa s ljudima i drugim vrstama.
Ovi mini zvijeri mogu zapravo puno toga naučiti i ponuditi u kontekstu kliničkih istraživanja. U ovoj značajci Spotlight gledamo kako tri jeziva puzanja mogu promijeniti izgled zdravlja i medicinske terapije.
1. Pauci mogu tkati nove tretmane
Sindrom iritabilnog crijeva (IBS) odnosi se na koegzistirajuću skupinu gastrointestinalnih simptoma, uključujući proljev i bolove u trbuhu koji mogu ozbiljno utjecati na kvalitetu života osobe. Prema podacima objavljenim 2014. godine, približno 11% svjetske populacije živi s IBS-om.
2016. istraživači sa Sveučilišta Adelaide u Australiji, Sveučilišta Johns Hopkins u Baltimoreu i drugih suradničkih institucija pronašli su novu potencijalnu metu za liječenje boli povezane s IBS - u paukovom otrovu.
Preciznije, tim je otkrio da toksini koje proizvodi vrsta tarantule, Heteroscodra makulata, uspjeli su aktivirati protein (ionski kanal), NaV1.1 koji je prisutan u crijevnim živcima koji odašilju signale boli.
Znanstvenici su vjerovali da bi ovo otkriće moglo dovesti do ciljanijeg liječenja IBS boli. I doista, 2018. godine, članovi početnog tima objavili su novo istraživanje u kojem su izvijestili da su pronašli način blokiranja signala boli u mišjim modelima IBS-a.
Također u 2018. godini, istražitelji sa Sveučilišta Queensland i Instituta za neuroznanost i mentalno zdravlje Florey - obojica u Australiji - postavili su nulu na terapijska svojstva peptida prisutnog u paukovom otrovu: Hm1a.
Tim, koji je vodio prof. Glenn King sa Sveučilišta u Queenslandu, uspio je upotrijebiti Hm1a za selektivnu aktivaciju NaV1.1 u mišjim modelima Dravet sindroma, teškog oblika epilepsije. Čineći to, istraživači su uspjeli ukloniti napadaje kod miševa koje su liječili molekulom paukovog otrova.
"Pauci ubijaju svoj plijen putem spojeva otrova koji ciljaju živčani sustav", napominje koautor studije prof. Steven Petrou.
"Milijuni godina evolucije pročistili su paukov otrov kako bi posebno ciljali određene ionske kanale, ne uzrokujući nuspojave na druge, a lijekovi dobiveni iz paukovih otrova zadržavaju tu točnost", nastavlja profesor Petrou, tvrdeći da bi trenutni nalazi njegovog tima mogli dovesti do novih učinkoviti tretmani napadaja kod Dravetovog sindroma.
Tajne i potencijal paukove svile
No, paukov otrov nije jedini fokus u biomedicinskim istraživanjima. "Pauk svila najtvrđi je biološki materijal", kaže Jessica Garb, koja je izvanredna profesorica na Odjelu za biološke znanosti Sveučilišta Massachusetts Lowell.
"Čvršće su od čelika, ali teže puno manje, a neke se paukove svile mogu razvući i do tri puta više od svoje dužine, a da se ne slome", nastavlja ona. Iz tih razloga, Garbs i kolege proučavali su ovaj nevjerojatno tanak i elastičan materijal, s ciljem da otkriju što paukovoj svili daje snagu i svestranost.
2018. godine Garb i kolege dobili su potporu od Nacionalne zaklade za znanost u iznosu od 335 000 američkih dolara za svoja istraživanja paukove svile. Otkrivanjem njegove tajne, istražitelji se nadaju da će uspjeti smisliti formulu za biomaterijal sljedeće generacije.
"Na primjer, ti bi se materijali mogli koristiti za poboljšanje kaciga i pancira ili druge zaštitne opreme, medicinskih uređaja poput proteze, zavoja i šavova, čak i sportske opreme."
Jessica Garb
2. Žohari: od štetnika do napitka
Čini se da je mnogo zloćudni žohar pun potencijala kada je u pitanju pomoć u zdravstvenim istraživanjima. Izvještaji iz prošle godine pokazuju da u Kini postoje farme žohara na kojima poduzetnici omogućavaju da se žohari slobodno uzgajaju u temeljito saniranom okolišu.
Međutim, farma pečati sudbinu ovih siromašnih stvorenja. Kad dosegnu zrelost, "uzgajivači žohara" melju ih u pastu koja bi trebala pomoći u liječenju gastrointestinalnih problema.
Ova praksa vuče korijene iz drevne kineske tradicije koja tvrdi da žohari mogu imati terapijsku uporabu. No je li to istina?
Prema preliminarnom istraživanju koje su 2010. proveli istražitelji sa Sveučilišta Nottingham u Velikoj Britaniji, mozak žohara i skakavaca sadrži ne manje od devet molekula koje bi mogle ubiti snažne bakterije otporne na antibiotike. Istražitelji su testirali američkog žohara, kao i dvije različite vrste skakavaca.
„Nadamo se da bi se te molekule na kraju mogle razviti u tretmane za Escherichia coli i MRSA [rezistentna na meticilin Staphylococcus aureus] infekcije koje su sve otpornije na trenutne lijekove ”, napominje Simon Lee, jedan od istraživača uključenih u ovo istraživanje.
"Ovi novi antibiotici mogu potencijalno pružiti alternative trenutno dostupnim lijekovima koji mogu biti učinkoviti, ali imaju ozbiljne i neželjene nuspojave", tvrdi Lee.
Čemu nas mogu naučiti majke žohara
Žohari bi mogli biti i naš sljedeći sjajni izvor proteina, prema studiji objavljenoj u Časopis International Union of Crystallography u 2016. Jedna vrsta žohara, Diploptera punctata (žohar s pacifičke bube),zapravo proizvodi oblik mlijeka za prehranu svojih živih mladih.
Istraživači su otkrili da ovo mlijeko stvara crijevne proteine u crijevima mladih. Ti kristali sadrže visoku količinu proteina, toliko visoku, da ih je koautor studije Subramanian Ramaswamy nazvao "cjelovitom hranom".
Iako je istražitelj pretpostavio da bi mlijeko od žohara moglo postati dijelom novosti u areni proteinskih pića, također je priznao da bi taj postupak bio izazovan. Budući da insekte nije moguće muziti, istraživači bi morali pronaći način za umjetno stvaranje mlijeka.
D. punctata također bi mogao postati novi životinjski model preferencija za neke aspekte kliničkih istraživanja, prema Emily Jennings i kolegama sa Sveučilišta Cincinnati u Ohiju.
Jennings je proučavala genetske markere trudnice D. punctata kako bi razumjeli što se događa u različitim fazama tijekom trudnoće insekta.
Novi model, nada se istraživač, mogao bi imati veće primjene, a žohari bi mogli pružiti jeftinije životinje s kojima je lakše raditi nego sisavci, poput miševa.
“Imamo više od 1000 žohara na prilično malom prostoru, ogromnu populaciju u usporedbi s onim što možete držati s miševima. Režim hranjenja žohara trošak je velike vreće pseće hrane koja može trajati godinama ”, napominje Jennings.
3. Sva priča o otrovu osa
Mnoge od nas prepadaju ose, uglavnom zbog njihovog naizgled nasumičnog agresivnog ponašanja i zato što njihov ubod može izazvati alergijske reakcije, koje se mogu kretati od blagog oticanja do potpuno anafilaksije.
Ali u njihovom ubodu postoji i ljekoviti potencijal - barem prema nizu kliničkih studija provedenih u posljednjih nekoliko godina. Na primjer, jedna studija objavljena u časopisu Otrovima 2015. godine identificirali su tri peptida prisutna u otrovima pčela i osa, koji, tvrde autori, imaju primjenu u biomedicini.
Jedan od tih peptida, mastoparan, prisutan je u otrovu stršljena, papirnate ose i društvene ose. Među ostalim vrstama terapijskog potencijala ima antimikrobna i antivirusna svojstva.
"Mastoparan sam ili u kombinaciji s drugim antibioticima mogao bi biti obećavajuća alternativa borbi protiv bakterija otpornih na više antibiotika u kliničkoj praksi", pišu autori studije.
Međutim, istraživači također upozoravaju da ovaj peptid može biti toksičan za zdravo tkivo, podjednako napadajući bakterije i okolne stanice. "Stoga je potreban razvoj novih strategija za smanjenje toksičnih nuspojava mastoparana, čime se poboljšava izvedivost kliničke primjene", ističu autori studije.
Druga studija, također iz 2015. godine, sugerira da Polybia-MP1 - mastoparan prisutan u otrovu društvene ose Polybia paulista - uspio je inhibirati proliferaciju stanica raka mokraćnog mjehura i prostate, kao i stanica leukemije otpornih na lijekove.
Peptid to čini gurajući rupe u membranama stanica raka, čineći ih da "propuštaju" svoj molekularni sadržaj.
Još iznenađujuće, istraživanje sa Sveučilišta California u Riversideu - objavljeno prošle godine u Biokemija - identificirao novu klasu peptida otrova ose, ampuleksine, proizvedene od Ampulex compressa (osa smaragdnog dragulja), što bi moglo otvoriti novi put za Parkinsonove tretmane.
Osa smaragdnog dragulja zloglasna je - ubode žohare, prvo da ih paralizira, a zatim da „kontrolira“ njihov mozak tako da žohari postanu letargični i njima je lako upravljati.
U konačnici, ovo omogućuje osi da umetnu svoja jaja u tijela žohara, tako da ih ličinke osa kad se izlegnu mogu koristiti kao svoj prvi izvor hrane.
Koliko je jeziv ovaj proces, Kalifornijskom sveučilištu dao je važan trag - nepokretno stanje ubodenih žohara slično je nekim simptomima Parkinsonove bolesti.
Budući da se čini da su ampuleksini odgovorni za izazivanje nepokretnosti, istražitelji imaju cilj proučiti ih u nadi da će im omogućiti da pronađu novu staničnu metu za Parkinsonovo liječenje.
Ova značajka Spotlight možda nije puno učinila da ublaži vaše nepovjerenje u sitne stvorenje. Međutim, nakon što ste je pročitali, možda sljedeći put kad poželite pobjeći pri pogledu na ose ili baciti papuču na pauka, ponovno ćete razmisliti i pomisliti da će jadna mala zvjerka jednog dana možda voditi put do sljedeće velike medicinske otkriće.
