3 târâtoare înfiorătoare care pot revoluționa sănătatea
Mulți dintre noi sunt speriați sau respinși de „minibesti”, cum ar fi insectele și păianjenii. Adesea privim astfel de creaturi ca dăunători, dar aceste mici creaturi ar putea păstra secretul unei sănătăți și terapii mai bune. În această caracteristică Spotlight, explicăm modul în care trei „târâtoare înfiorătoare” pot revoluționa cercetarea în domeniul sănătății.
Oamenii au avut întotdeauna o relație de iubire-ură cu creaturi, care tind să ne fascineze și să ne respingă în egală măsură.
Un studiu publicat în 2017 și acoperit la Știri medicale astăzi a constatat că teama oamenilor de târâtoarele înfiorătoare poate fi „ștearsă” în creierul nostru și că putem avea această neîncredere în creaturi, cum ar fi păianjenii, chiar și în copilărie.
Cu toate acestea, insectele, arahnidele și alte creaturi fascinează, de asemenea, oamenii - poate pentru că sunt atât de diferiți de noi. La urma urmei, fluturii pot gusta cu picioarele, păianjenii pot „auzi” prin firele mici de pe picioare, iar un vierme tăiat în jumătate poate regenera „coada” corpului său.
Scriitorii și alți artiști privesc în lumea insectelor de sute de ani, uimit de ceea ce au găsit acolo.
Poetul și pictorul din secolul al XVIII-lea William Blake a fost atât de luat cu creaturi minuscule, încât, odată, se presupune că a văzut în visele sale fantoma unui purice, pe care apoi a procedat la pictarea sa.
Autorul de la începutul secolului, Franz Kafka, pe de altă parte, a construit faimos pe dezgustul pe care îl experimentează mulți oameni când dau peste bug-uri în casele lor iubite, scriind povestea „Metamorfozarea”.
În această poveste, personajul principal, Gregor Samsa, se trezește într-o dimineață, fără să se simtă ca el însuși. El a devenit „ungeheures Ungeziefer”, care se traduce aproximativ din germană înseamnă „dăunător înfricoșător” - o insectă care ridică părul.
Însă cercetări recente sugerează că creaturile sunt fascinante și merită studiate nu doar din cauza „altor lumi” sau din cauza relației lor cu oamenii și alte specii.
Aceste minibesti pot avea de fapt multe de predat și oferit în contextul cercetării clinice. În această caracteristică Spotlight, ne uităm la modul în care trei târâtoare înfiorătoare pot schimba fața terapiei medicale și a sănătății.
1. Păianjenii pot țese noi tratamente
Sindromul intestinului iritabil (IBS) se referă la un grup coexistent de simptome gastro-intestinale, inclusiv diaree și dureri abdominale care pot afecta grav calitatea vieții unei persoane. Conform datelor publicate în 2014, aproximativ 11% din populația lumii trăiește cu IBS.
În 2016, cercetătorii de la Universitatea Adelaide din Australia, Universitatea Johns Hopkins din Baltimore, MD și alte instituții colaboratoare au găsit o nouă țintă potențială pentru tratamentul durerii legate de IBS - în veninul de păianjen.
Mai precis, echipa a constatat că toxinele produse de o specie de tarantula, Heteroscodra maculată, au reușit să activeze o proteină (canal ionic), NaV1.1 care este prezent în nervii intestinali care trimit semnale de durere.
Cercetătorii au crezut că această descoperire ar putea duce la tratamente mai direcționate pentru durerea IBS. Și într-adevăr, în 2018, membrii echipei inițiale au publicat un nou studiu care a raportat că au găsit o modalitate de a bloca semnalul durerii în modelele de șoarece de IBS.
Tot în 2018, anchetatorii de la Universitatea din Queensland și Institutul Florey de Neuroștiințe și Sănătate Mentală - ambii din Australia - au pus la punct proprietățile terapeutice ale unei peptide prezente în veninul de păianjen: Hm1a.
Echipa, condusă de prof. Glenn King de la Universitatea din Queensland, a reușit să utilizeze Hm1a pentru a activa selectiv NaV1.1 în modele de șoarece cu sindromul Dravet, o formă severă de epilepsie. Procedând astfel, cercetătorii au reușit să elimine convulsiile la șoarecii tratați cu molecula de venin de păianjen.
„Păianjenii își ucid prada prin compuși de venin care vizează sistemul nervos”, notează co-autorul studiului, Prof. Steven Petrou.
"Milioane de ani de evoluție au rafinat veninul păianjenului pentru a viza în mod specific anumite canale ionice, fără a provoca efecte secundare asupra altora, iar medicamentele derivate din veninurile păianjenului păstrează această precizie", continuă prof. Petrou, argumentând că descoperirile actuale ale echipei sale ar putea duce la mai multe tratamente eficiente pentru convulsiile din sindromul Dravet.
Secretele și potențialul mătăsii păianjen
Dar veninul de păianjen nu este singurul accent în cercetarea biomedicală. „Mătăsurile de păianjen sunt cel mai dur material biologic”, spune Jessica Garb, care este profesor asociat la Departamentul de Științe Biologice de la Universitatea din Massachusetts Lowell.
„Sunt mai dure decât oțelul, dar cântăresc mult mai puțin, iar unele mătăsuri de păianjen pot fi întinse până la trei ori lungimea lor fără a se rupe”, continuă ea. Din aceste motive, Garbs și colegii au studiat acest material incredibil de subțire și rezistent, urmărind să afle ce îi conferă mătasei păianjenului puterea și versatilitatea.
În 2018, Garb și colegii săi au primit o subvenție de 335.000 de dolari de la Fundația Națională pentru Științe pentru cercetările lor despre mătasea de păianjen. Deblocându-și secretul, anchetatorii speră că vor putea veni cu o formulă pentru biomaterialele de generația următoare.
„De exemplu, aceste materiale ar putea fi utilizate pentru îmbunătățirea căștilor și a armurilor corporale sau a altor echipamente de protecție, a dispozitivelor medicale cum ar fi proteze, bandaje și suturi, chiar și echipamente sportive.”
Jessica Garb
2. Gândaci: De la dăunători la poțiune
Gândacul mult jignit pare, de asemenea, să fie plin de potențial atunci când vine vorba de a ajuta cercetarea în domeniul sănătății. Rapoartele de anul trecut indică faptul că în China există ferme de gândaci, în care antreprenorii permit gândacilor să se reproducă liber într-un mediu bine igienizat.
Cu toate acestea, ferma sigilează soarta acestor săraci creaturi. Când ajung la maturitate, „fermierii de gândaci” îi împing într-o pastă care ar trebui să ajute la tratarea problemelor gastro-intestinale.
Această practică își are rădăcinile în vechile tradiții chineze care susțin că gândacii pot avea o utilizare terapeutică. Dar este adevărat acest lucru?
Potrivit cercetărilor preliminare efectuate în 2010 de anchetatorii de la Universitatea din Nottingham din Regatul Unit, creierul gândacilor și al lăcustelor conține nu mai puțin de nouă molecule care ar putea ucide bacteriile puternice, rezistente la antibiotice. Anchetatorii au testat gândacul american, precum și două specii diferite de lăcuste.
Speram ca aceste molecule ar putea fi dezvoltate in cele din urma in tratamente pentru Escherichia coli și MRSA [rezistent la meticilină Staphylococcus aureus] infecții care sunt din ce în ce mai rezistente la medicamentele actuale ”, notează Simon Lee, unul dintre cercetătorii implicați în acest studiu.
Aceste noi antibiotice ar putea oferi alternative la medicamentele disponibile în prezent, care pot fi eficiente, dar au efecte secundare grave și nedorite, susține Lee.
Ce ne pot învăța mamele gândaci
Gândacii ar putea fi, de asemenea, următoarea noastră sursă de proteine, potrivit unui studiu prezentat în Revista International Union of Crystallography în 2016. O specie de gândac, Diploptera punctata (gândacul gândacului Pacific),produce de fapt o formă de lapte pentru a-și hrăni tinerii vii.
Acest lapte, au descoperit cercetătorii, formează cristale de proteine în intestinul tinerilor. Aceste cristale conțin o cantitate mare de proteine, atât de ridicate, încât co-autorul studiului, Subramanian Ramaswamy, le-a făcut referire la „un aliment complet”.
Deși anchetatorul a sugerat că laptele de gândac ar putea deveni o parte a noutății băuturilor proteice, el a admis, de asemenea, că procesul ar fi o provocare. Deoarece nu este posibil să mulgeți insectele, cercetătorii ar trebui să găsească o modalitate de a produce laptele artificial.
D. punctata ar putea deveni, de asemenea, noul model animal de preferință pentru unele aspecte ale cercetării clinice, potrivit Emily Jennings și colegii de la Universitatea din Cincinnati din Ohio.
Jennings a studiat markerii genetici ai femeilor însărcinate D. punctata pentru a înțelege ce se întâmplă în diferite etape în timpul sarcinii insectei.
Noul model, speră cercetătorul, ar putea avea aplicații mai mari, iar gândacii ar putea oferi animale mai ieftine, cu care sunt mai ușor de lucrat decât mamiferele, cum ar fi șoarecii.
„Avem peste 1.000 de gândaci într-un spațiu destul de mic, o populație enormă în comparație cu ceea ce poți păstra cu șoarecii. Regimul de hrănire a gândacilor este costul unui sac mare de alimente pentru câini care poate dura ani de zile ”, notează Jennings.
3. Tot bâzâitul despre veninul de viespe
Mulți dintre noi suntem îngroziți de viespi, în principal din cauza comportamentului agresiv aparent aleatoriu și pentru că usturimea lor poate produce reacții alergice, care pot varia de la umflături ușoare până la anafilaxie completă.
Dar există și un potențial curativ în înțepătura lor - cel puțin în conformitate cu o serie de studii clinice efectuate în ultimii ani. De exemplu, un studiu publicat în jurnal Toxine în 2015 au identificat trei peptide prezente în veninurile de albine și viespi, care, susțin autorii, au aplicații în biomedicină.
Una dintre aceste peptide, mastoparanul, este prezentă în veninul viespilor, viespilor de hârtie și viespilor sociale. Are proprietăți antimicrobiene și antivirale, printre alte tipuri de potențial terapeutic.
„Mastoparan singur sau în combinație cu alte antibiotice ar putea fi o alternativă promițătoare pentru combaterea bacteriilor rezistente la mai multe antibiotice în practica clinică”, scriu autorii studiului.
Cu toate acestea, cercetătorii avertizează, de asemenea, că această peptidă poate fi toxică pentru țesuturile sănătoase, atacând deopotrivă bacteriile și celulele din jur. „Astfel, sunt necesare dezvoltarea de noi strategii pentru a reduce efectele secundare toxice ale mastoparanului, îmbunătățind astfel fezabilitatea aplicațiilor clinice”, subliniază autorii studiului.
Un alt studiu, tot din 2015, a sugerat că Polybia-MP1 - un mastoparan prezent în veninul viespei sociale Polybia paulista - a fost capabil să inhibe proliferarea celulelor de vezică și cancer de prostată, precum și a celulelor leucemice rezistente la medicamente.
Peptida face acest lucru prin introducerea de găuri în membranele celulelor canceroase, făcându-le să „scurgă” conținutul lor molecular.
Chiar mai surprinzător, cercetările de la Universitatea din California din Riverside - publicate anul trecut în Biochimie - a identificat o nouă clasă de peptide din venin de viespe, ampulexine, produse de Ampulex compressa (viespea bijuterie smarald), care ar putea deschide o nouă cale pentru tratamentele Parkinson.
Viespea bijuterie smarald este infamă - înțepă gândaci, mai întâi pentru a-i paraliza și apoi pentru a-și „controla” creierul, astfel încât gândacii să devină letargici și ușor de manipulat.
În cele din urmă, acest lucru permite viespilor să-și introducă ouăle în corpul gândacilor, astfel încât, atunci când eclozează, larvele de viespe să le poată folosi ca primă sursă de hrană.
Oricât de groaznic este acest proces, acesta a dat Universității din California un avantaj important - starea imobilă a gândacilor înțepați este similară cu unele simptome ale bolii Parkinson.
Întrucât ampulexinele par a fi responsabile pentru inducerea imobilității, anchetatorii își propun să le studieze în speranța că acestea le vor permite să găsească o nouă țintă celulară pentru tratamentele Parkinson.
Este posibil ca această caracteristică Spotlight să nu fi făcut mult pentru a vă atenua neîncrederea față de creaturile mici. Cu toate acestea, după ce ați citit-o, poate data viitoare când doriți să fugiți la vederea unei viespi sau să aruncați o papucă către un păianjen, vă veți gândi din nou și veți considera că bietul minibeast poate duce într-o bună zi drumul către următorul mare medic descoperire.
