3 kammottavaa indeksointia, jotka voivat mullistaa terveyden
"Minipetoeläimet", kuten hyönteiset ja hämähäkit, pelkäävät tai torjuvat monia meistä. Katsomme usein sellaisia ottajia tuholaisiksi, mutta nämä pienet olennot voisivat olla salaisuus paremmalle terveydelle ja hoidoille. Tässä Spotlight-ominaisuudessa selitämme, kuinka kolme "kammottavaa indeksointia" voi mullistaa terveystutkimuksen.
Ihmisillä on aina ollut rakkaus-viha-suhde kurkkuihin, jotka yleensä kiehtovat ja torjuvat meitä yhtä suuressa määrin.
Yksi vuonna 2017 julkaistu ja katettu tutkimus Lääketieteelliset uutiset tänään havaitsi, että ihmisten pelko kammottavista ryöminnöistä voi olla "leimattu" aivoihimme ja että meillä saattaa olla epäluottamus olentoihin, kuten hämähäkkeihin, jopa lapsenkengissä.
Silti hyönteiset, hämähäkit ja muut otukset kiehtovat myös ihmisiä - ehkä siksi, että ne ovat niin erilaisia kuin me. Loppujen lopuksi perhoset voivat maistaa jaloillaan, hämähäkit voivat "kuulla" jaloillaan olevien pienien karvojen läpi, ja puoliksi leikattu mato voi elvyttää kehonsa "hännän".
Kirjailijat ja muut taiteilijat ovat kurkistaneet hyönteismaailmaan satojen vuosien ajan kunnioittaen siitä, mitä he löysivät.
1700-luvun runoilija ja taidemaalari William Blake otti niin pieniä olentoja mukaan, että hän kerran väitetysti luuli nähneensä unelmissaan kirpun haamun, jonka hän sitten maalasi.
Vuosisadan vaihteen kirjailija Franz Kafka puolestaan rakensi tunnetusti inhoon, jonka monet ihmiset kokevat kohdatessaan virheitä rakkaissa kodeissa kirjoittamalla tarinan ”Metamorfoosi”.
Tässä tarinassa päähenkilö, Gregor Samsa, herää eräänä aamuna tuntematta itseään. Hänestä on tullut "ungeheures Ungeziefer", joka karkeasti saksaksi käännettynä tarkoittaa "pelottavaa tuholaista" - hiuksia kasvavaa hyönteistä.
Mutta viimeisimmät tutkimukset viittaavat siihen, että kurkistajat ovat kiehtovia ja tutkimuksen arvoisia paitsi "toismaailmallisuutensa" vuoksi, myös siksi, että heillä on suhde ihmisiin ja muihin lajeihin.
Näillä minipetoilla voi olla paljon opetettavaa ja tarjottavaa kliinisen tutkimuksen yhteydessä. Tässä Spotlight-ominaisuudessa tarkastelemme, kuinka kolme kammottavaa indeksointia voi muuttaa terveyden ja lääketieteellisen hoidon kasvot.
1. Hämähäkit voivat kutoa uusia hoitoja
Ärsyttävän suolen oireyhtymä (IBS) viittaa samanaikaisesti esiintyvään maha-suolikanavan oireiden ryhmään, mukaan lukien ripuli ja vatsakipu, jotka voivat vakavasti vaikuttaa henkilön elämänlaatuun. Vuonna 2014 julkaistujen tietojen mukaan noin 11% maailman väestöstä elää IBS: n kanssa.
Vuonna 2016 tutkijat Adelaiden yliopistosta Australiassa, Johns Hopkinsin yliopistosta Baltimoressa, MD ja muut yhteistyössä toimineet laitokset löysivät uuden potentiaalisen kohteen IBS: ään liittyvään kivun hoitoon - hämähäkkimyrkyssä.
Tarkemmin sanottuna työryhmä havaitsi, että tarantulalajin, Heteroscodra makuloi, pystyivät aktivoimaan proteiinin (ionikanavan), NaV1.1: n, jota esiintyy suolen hermoissa ja jotka lähettävät kipusignaaleja.
Tutkijat uskoivat, että tämä löytö voi johtaa kohdennetumpaan IBS-kivun hoitoon. Ja todellakin, vuonna 2018 alkuperäisen ryhmän jäsenet julkaisivat uuden tutkimuksen, joka kertoi löytäneensä tavan estää kipusignaali IBS: n hiirimalleissa.
Myös vuonna 2018 tutkijat Queenslandin yliopistosta ja Florey-neurotieteiden ja mielenterveyden instituutista - molemmat Australiassa - nollasivat hämähäkkimyrkkyssä olevan Hm1a: n terapeuttiset ominaisuudet.
Tiimi, jota johti professori Glenn King Queenslandin yliopistosta, pystyi käyttämään Hm1a: ta aktivoimaan selektiivisesti NaV1.1: n Dravetin oireyhtymän, vakavan epilepsian muodon, hiirimalleissa. Tekemällä näin tutkijat pystyivät eliminoimaan kohtaukset hiirissä, joita he käsittelivät hämähäkkimyrkkymolekyylillä.
"Hämähäkit tappavat saaliin hermostoon kohdistuvien myrkkyhdisteiden kautta", toteaa tutkimuksen toinen kirjoittaja professori Steven Petrou.
"Miljoonien vuosien evoluutio on jalostanut hämähäkkimyrkkyä kohdistamaan tiettyihin ionikanaviin aiheuttamatta sivuvaikutuksia muille, ja hämähäkkimyrkkyistä saadut lääkkeet säilyttävät tämän tarkkuuden", professori Petrou jatkaa väittäen, että hänen tiiminsä nykyiset havainnot voivat johtaa enemmän tehokkaat kouristuskohtaukset Dravetin oireyhtymässä.
Hämähäkkisilkin salaisuudet ja mahdollisuudet
Mutta hämähäkkimyrkky ei ole ainoa painopiste biolääketieteellisessä tutkimuksessa. "Hämähäkkisilkit ovat vaikein biologinen materiaali", sanoo Jessica Garb, joka on Massachusetts Lowellin yliopiston biotieteiden laitoksen apulaisprofessori.
"Ne ovat kovempia kuin teräs, mutta painavat kuitenkin paljon vähemmän, ja jotkut hämähäkkisilkit voidaan venyttää jopa kolme kertaa pitemmiksi rikkomatta", hän jatkaa. Näistä syistä Garbs ja hänen kollegansa ovat tutkineet tätä uskomattoman ohutta ja joustavaa materiaalia pyrkiessään selvittämään, mikä antaa hämähäkkisilkille sen vahvuuden ja monipuolisuuden.
Vuonna 2018 Garb ja hänen kollegansa saivat 335 000 dollarin avustuksen National Science Foundationilta hämähäkkisilkkiä koskevaan tutkimukseensa. Tutkijat toivovat avaavansa sen salaisuuden avaamalla kaavan seuraavan sukupolven biomateriaaleille.
"Näitä materiaaleja voidaan käyttää esimerkiksi parantamaan kypärää ja suojavarusteita tai muita suojavarusteita, lääkinnällisiä laitteita, kuten proteettia, siteitä ja ompeleita, jopa urheiluvälineitä."
Jessica Garb
2. Torakat: tuholaisista juomaan
Paljon vääristynyt torakka näyttää myös olevan täynnä potentiaalia terveystutkimuksen tukemisessa. Viime vuoden raportit osoittavat, että Kiinassa on torakkatiloja, joissa yrittäjät antavat torakoiden lisääntyä vapaasti täysin puhdistetussa ympäristössä.
Maatila kuitenkin vahvistaa näiden köyhien otusten kohtalon. Saatuaan kypsyyden "torakanviljelijät" jauhavat ne tahnaksi, jonka on tarkoitus auttaa ruoansulatuskanavan ongelmien hoidossa.
Tämän käytännön juuret ovat muinaisissa kiinalaisissa perinteissä, joiden mukaan torakoilla voi olla terapeuttista käyttöä. Mutta onko tämä totta?
Yhdistyneen kuningaskunnan Nottinghamin yliopiston tutkijoiden vuonna 2010 tekemän alustavan tutkimuksen mukaan torakoiden ja heinäsirkkojen aivot sisältävät vähintään yhdeksän molekyyliä, jotka voivat tappaa voimakkaita, antibiooteille vastustuskykyisiä bakteereja. Tutkijat testasivat amerikkalaisen torakan sekä kaksi eri heinäsirkkolajia.
"Toivomme, että näistä molekyyleistä voitaisiin lopulta kehittää hoitoja Escherichia coli ja MRSA [metisilliiniresistentti Staphylococcus aureus] infektiot, jotka ovat yhä vastustuskykyisempiä nykyisille lääkkeille ", toteaa yksi tähän tutkimukseen osallistuneista tutkijoista Simon Lee.
"Nämä uudet antibiootit voisivat mahdollisesti tarjota vaihtoehtoja tällä hetkellä saatavilla oleville lääkkeille, jotka voivat olla tehokkaita, mutta joilla on vakavia ja ei-toivottuja sivuvaikutuksia", Lee väittää.
Mitä torakka-äidit voivat opettaa meille
Torakat voivat olla myös seuraava merkittävä proteiinilähteemme International Union of Crystallography Journal vuonna 2016. Yksi torakkalaji, Diploptera punctata (Tyynenmeren kuoriainen torakka),tuottaa tosiasiallisesti maitoa elävien nuorten ruokintaan.
Tutkijat ovat havainneet, että tämä maito muodostaa proteiinikiteitä nuorten suolistossa. Nämä kiteet sisältävät suuren määrän proteiinia, niin paljon, että tutkimuksen toinen kirjoittaja Subramanian Ramaswamy on kutsunut niitä "täysravinnoksi".
Vaikka tutkija on ehdottanut, että torakanmaidosta voisi tulla osa uutuusproteiinijuomien areenaa, hän on myös myöntänyt, että prosessi olisi haastava. Koska hyönteisiä ei ole mahdollista lypsää, tutkijoiden on löydettävä tapa tuottaa maito keinotekoisesti.
D. punctata voisi myös tulla uusi eläinmalli, joka suosisi kliinisen tutkimuksen joitain näkökohtia, kertoo Emily Jennings ja kollegat Cincinnatin yliopistosta Ohiosta.
Jennings on tutkinut raskaana olevan naisen geneettisiä markkereita D. punctata ymmärtää, mitä hyönteisen raskauden aikana tapahtuu eri vaiheissa.
Tutkija toivoo, että uudella mallilla voi olla suurempia sovelluksia, ja torakat voivat tarjota halvempia eläimiä, joiden kanssa on helpompi työskennellä kuin nisäkkäillä, kuten hiirillä.
”Meillä on yli 1000 torakkaa melko pienessä tilassa, valtava populaatio verrattuna siihen, mitä voit pitää hiirillä. Torakoiden ruokintaohjelma on kustannus isosta koiranruokapussista, joka voi kestää vuosia ”, Jennings toteaa.
3. Ammattimyrkkyistä
Ampiaiset pelkäävät monia meistä lähinnä heidän näennäisesti satunnaisen aggressiivisen käyttäytymisensä takia ja koska heidän piikinsä voi aiheuttaa allergisia reaktioita, jotka voivat vaihdella lievästä turvotuksesta täydelliseen anafylaksiaan.
Mutta heidän pistelyssä on myös parantava potentiaali - ainakin viime vuosina tehtyjen kliinisten tutkimusten mukaan. Esimerkiksi yksi lehdessä julkaistu tutkimus Toksiinit Vuonna 2015 tunnistettiin kolme mehiläis- ja ampiaismyrkkyssä olevaa peptidiä, joilla kirjoittajien mukaan on sovelluksia biolääketieteessä.
Yksi näistä peptideistä, mastoparaani, on läsnä hornettien, paperi-ampiaisien ja sosiaalisten ampiaisten myrkyssä. Sillä on antimikrobisia ja antiviraalisia ominaisuuksia muun tyyppisen terapeuttisen potentiaalin lisäksi.
"Mastoparaani yksinään tai yhdessä muiden antibioottien kanssa voi olla lupaava vaihtoehto monien antibiooteille vastustuskykyisten bakteerien torjumiseksi kliinisessä käytännössä", tutkimuksen kirjoittajat kirjoittavat.
Tutkijat varoittavat kuitenkin myös, että tämä peptidi voi olla myrkyllinen terveelle kudokselle, hyökkäävät bakteereja ja ympäröiviä soluja vastaan. "Siksi tarvitaan uusien strategioiden kehittämistä mastoparaanin toksisten sivuvaikutusten vähentämiseksi ja siten kliinisten sovellusten toteutettavuuden parantamiseksi", tutkimuksen tekijät huomauttavat.
Toinen, myös vuodelta 2015 peräisin oleva tutkimus ehdotti, että Polybia-MP1 - mastoparaani, jota esiintyy sosiaalisen ampiaisen myrkyssä Polybia paulista - pystyi estämään virtsarakon ja eturauhassyöpäsolujen sekä lääkeresistenttien leukemiasolujen lisääntymisen.
Peptidi tekee tämän työntämällä reikiä syöpäsolujen kalvoihin, jolloin ne "vuotavat" molekyylipitoisuutensa.
Vielä yllättävämpää on Kalifornian yliopiston tutkimus Riversidessa - julkaistu viime vuonna vuonna Biokemia - tunnisti uuden ampiaismyrkkypeptidiluokan, ampuleksiinit, jonka on tuottanut Ampulex compressa (smaragdi-koru-ampiainen), joka voisi avata uuden reitin Parkinsonin hoidoille.
Smaragdihelmi-ampiainen on surullisen kuuluisa - se pistää torakoita ensin halvaamaan heidät ja sitten "hallitsemaan" heidän aivojaan niin, että torakoista tulee unelias ja helppo manipuloida.
Viime kädessä tämä antaa ampiaisille mahdollisuuden sijoittaa munansa torakoiden kehoon, jotta ampiais toukat kuoriutuessaan voivat käyttää sitä ensimmäisenä ruokalähteenään.
Niin kauhea kuin tämä prosessi onkin, se antoi Kalifornian yliopistolle tärkeän johtoaseman - pistettyjen torakoiden liikkumaton tila on samanlainen kuin jotkut Parkinsonin taudin oireet.
Koska ampuleksiinit näyttävät olevan vastuussa liikkumattomuuden indusoinnista, tutkijat pyrkivät tutkimaan niitä siinä toivossa, että ne mahdollistavat uuden solukohteen löytämisen Parkinsonin hoitoon.
Tämä Spotlight-ominaisuus ei ehkä ole tehnyt paljoakaan lieventämään epäluottamusta pieniin otuksiin. Luettuasi sen, ehkä seuraavalla kerralla, kun haluat juosta pois ampiaisen näkemältä tai heittää tossun hämähäkille, ajattelet uudelleen ja ajattelet, että köyhä pieni pikkupoika saattaa joskus johtaa tietä seuraavaan suureen lääketieteelliseen löytö.
