Skorpionimyrkkyyhdisteet voivat tappaa vaarallisia bakteereja
Tutkijat ovat onnistuneet syntetisoimaan kaksi skorpionimyrkkyyhdistettä, jotka ovat tehokkaita joitain erittäin tarttuvien bakteerien kantoja vastaan. Yhdisteet eivät myöskään todennäköisesti vahingoita ihmisiä, tutkijat rauhoittavat meitä.
Kuvahyvitys: Edson N.Carcamo-Noriega
Tuhannet eläinlajit ympäri maailmaa ovat myrkyllisiä hämähäkistä ampiaisiin, kaloihin, käärmeisiin ja sammakkoihin.
Joidenkin eläinten myrkky on vain tarpeeksi voimakas aiheuttamaan lievää ärsytystä ja estämään potentiaalisia saalistajia, kun taas muiden eläinten myrkky, kuten pieni sinirengas mustekala, voi helposti tappaa aikuisen ihmisen muutamassa minuutissa.
Tutkijat väittävät kuitenkin, että monet tappavat eläinmyrkyt saattavat myös olla vastaus infektioihin ja sairauksiin.
Esimerkiksi Tropidolaemus wagleri, Kaakkois-Aasiassa kotoisin oleva viperilaji, voisi parantaa verihyytymien hoitoa, ja suppiloverkon hämähäkkimyrkkyn tärkeä osa voi auttaa estämään aivovaurioita aivohalvauksen jälkeen.
Kalifornian Stanfordin yliopiston ja Meksikon kansallisen autonomisen yliopiston tutkijat ovat äskettäin tehneet toisen lupaavan löydön: Kaksi yhdistettä Itä-Meksikosta kotoisen skorpionin myrkystä, Diplocentrus melici, voi torjua vaikeita bakteereja vahingoittamatta terveitä kudoksia.
Ryhmä teki tutkimuksensa hiirissä sekä kudosnäytteissä testatakseen yhdisteiden tehokkuuden ja turvallisuuden. Tutkimuksen tulokset ilmestyvät nyt PNAS.
2 uuden yhdisteen löytäminen
Richard Zare Stanfordista, professori Lourival Possani Meksikon kansallisesta autonomisesta yliopistosta ja heidän tiiminsä tekivät kiehtovan löydön muutaman näytteen vangitsemisen jälkeen. D. melici professori Possanin tutkimusopiskelijat Meksikossa.
Professori Possanin tutkimus on keskittynyt uusien skorpionimyrkkyyn perustuvien lääketieteellisten hoitojen löytämiseen. Prof. Zare on erikoistunut kemiallisten reaktioiden havaitsemiseen molekyylitasolla.
Kaksi vanhempaa tutkijaa ja heidän tiiminsä selvittivät yhdessä tärkeimmät valmistetut yhdisteet D. melici myrkky tärkeä farmakologinen lyijy. Koko prosessi oli erittäin työläs, ja jopa skorpionien löytäminen oli ensinnäkin hankalaa.
”Tämän skorpionilajin kerääminen on vaikeaa, koska talvella ja kuivina vuodenaikoina skorpioni haudataan. Voimme löytää sen vain sadekaudella ”, professori Possani kertoo.
Myrkkyjen skorpionien "lypsämiseksi" tutkijoiden oli käytettävä hämähäkkien pyrstöihin lieviä sähköisiä ärsykkeitä. Tämän menettelyn jälkeen tiimi näki, että myrkky muuttui ruskeaksi heti, kun se altistui ilmalle.
Suoritettuaan useita arkaluonteisia testejä tutkijat katsoivat, että kaksi 1,4-bentsokinonin kemiallista yhdistettä - jotka he olivat pystyneet syntetisoimaan pienestä määrästä skorpionimyrkkyä - olivat vastuussa tästä muutoksesta. Kukin näistä yhdisteistä muuttui eri väriseksi, yksi punaiseksi ja toinen siniseksi, kun ne joutuivat kosketuksiin ilman kanssa.
”Meillä oli vain 0,5 mikrolitraa myrkkyä, jonka kanssa voit työskennellä. Tämä on 10 kertaa vähemmän kuin veri, jonka hyttynen imee yhteen annokseen ", toteaa professori Zare.
Bentsokinonit, tutkijat selittävät, ovat antimikrobisia ominaisuuksia, ja ryhmän tunnistamat kaksi yhdistettä olivat aiemmin tuntemattomia. Ne eroavat toisistaan vain hienovaraisesti.
"Nämä kaksi yhdistettä ovat rakenteellisesti samankaltaisia, mutta vaikka punaisella on happiatomi toisessa haarassaan, sinisellä on rikkiatomi", kertoo Ph.D. Shibdas Banerjee, yksi tutkimuksen tekijöistä, joka on vastuussa vasta löydettyjen kemikaalien rakenne.
Pistos hännässä ... bakteereja vastaan
Ottaen huomioon, että bentsokinonit voivat tappaa bakteerikantoja, professori Zaren laboratorion tutkijat lähettivät näytteet kahdesta äskettäin löydetystä yhdisteestä tohtori Rogelio Hernández-Pandolle ja hänen kollegoilleen Salvador Zubiránin kansalliseen terveystieteiden ja ravitsemuksen instituuttiin, Mexico Cityyn. , lisätestausta varten.
Salvador Zubiránin joukkue havaitsi, että punainen 1,4-bentsokinoni tuhoutui tehokkaasti Staphylococcus aureus, joka on erittäin tarttuvaa, kun taas sininen 1,4-bentsokinoni kykeni tappamaan eri kantoja Mycobacterium tuberculosis, jotka ovat vastuussa tuberkuloosista.
Tämä sisälsi M. tuberculosis kantoja, jotka olivat kehittäneet resistenssin useille antibiooteille. Yksi kysymys kuitenkin jäi.
"Huomasimme, että nämä yhdisteet tappoivat bakteereja, mutta sitten tuli kysymys:" Tappaako se myös sinut? ", Toteaa professori Zare.
"Ja vastaus on ei: Hernández-Pandon ryhmä osoitti, että sininen yhdiste tappaa tuberkuloosibakteerit, mutta jättää hiirien keuhkoputken ehjänä."
Professori Richard Zare
Lisää salaisuuksia paljastettavaksi
Se, että kaksi äskettäin tunnistettua yhdistettä ovat erittäin tehokkaita tappavia bakteereja vastaan ja näennäisesti turvallisia antaa, tekee niistä ihanteelliset ehdokkaat uusille lääkkeille ja terapioille. Silti, professori Possani huomauttaa, että tämä uusi tutkimuspolku ei olisi koskaan ollut mahdollista, ellei professori Zare ja hänen tiiminsä.
Kiitos siitä, että professori Zare ja hänen kollegansa oppivat syntetisoimaan kaksi bentsokinonia D. melici että tutkijat voivat nyt etsiä tapoja käyttää näitä yhdisteitä parantamiseen.
”Myrkkykomponenttien määrä, jonka voimme saada eläimistä, on erittäin pieni. Yhdisteiden synteesi oli ratkaiseva tämän työn onnistumiselle ”, kertoo professori Possani.
”Volyymiltään skorpionimyrkky on yksi arvokkaimmista materiaaleista maailmassa. Gallonan tuottaminen maksaa 39 miljoonaa dollaria ”, professori Zare toteaa.
"Jos luotit vain skorpioneista sen tuottamiseen, kenelläkään ei ole varaa siihen, joten on tärkeää tunnistaa tärkeimmät ainesosat ja pystyä syntetisoimaan ne", hän painottaa.
Tulevaisuudessa tutkijat aikovat jatkaa työskentelyä saadakseen selville käytön D. melici lopullisesti. Samaan aikaan professori Zare ja professori Possani ovat kiinnostuneita siitä, miksi kahta myrkytöntä kemikaalia esiintyy ensinnäkin skorpionimyrkyssä, ja he haluaisivat paljastaa tämän mysteerin.
”Nämä yhdisteet eivät välttämättä ole myrkyllisiä komponentteja myrkyssä. Meillä ei ole aavistustakaan, miksi skorpioni tekee näitä yhdisteitä. Salaisuuksia on enemmän ”, sanoo professori Zare.
