Сполуки отрути скорпіона можуть вбивати небезпечні бактерії
Дослідникам вдалося синтезувати два сполуки отрути скорпіона, ефективні проти деяких штамів високоінфекційних бактерій. Сполуки також навряд чи завдадуть шкоди людині, заспокоюють нас вчені.
Кредит зображення: Едсон Н. Каркамо-Норієга
Тисячі видів тварин по всій земній кулі отруйні - від павуків до ос, риб, змій та жаб.
Отрута деяких тварин досить сильна лише для того, щоб викликати легке подразнення та стримувати потенційних хижаків, тоді як отрута інших тварин, таких як крихітний синьокольцевий восьминіг, може легко вбити дорослу людину за лічені хвилини.
Однак дослідники стверджують, що багато отруйних отрут тварин також можуть відповісти на зараження та хвороби.
Наприклад, отрута Tropidolaemus wagleri, вид гадюки, який походить з Південно-Східної Азії, може покращити лікування тромбів, а ключовий компонент отрути павука-воронки може допомогти запобігти пошкодженню мозку після інсульту.
Нещодавно вчені зі Стенфордського університету в Каліфорнії та Національного автономного університету Мексики в Мехіко зробили ще одне багатообіцяюче відкриття: два сполуки з отрути скорпіона, що походить із Східної Мексики, Diplocentrus melici, може боротися з важкими бактеріями, не завдаючи шкоди здоровій тканині.
Команда провела дослідження на мишах, а також на зразках тканин, щоб перевірити ефективність та безпеку сполук. Результати дослідження тепер з’являються в PNAS.
Відкриття 2 нових сполук
Професор Річард Заре зі Стенфорда, професор Луріваль Поссані з Національного автономного університету Мексики та їхні команди зробили інтригуюче відкриття після захоплення кількох екземплярів D. melici студентами-дослідниками професора Поссані з Мексики.
Дослідження професора Поссані полягали у відкритті нових медичних процедур на основі отрути скорпіона. Професор Заре спеціалізується на виявленні хімічних реакцій на молекулярному рівні.
Два старших дослідника та їхні колективи співпрацювали у визначенні ключових сполук, які утворились D. melici отрута важливий фармакологічний свинець. Весь процес був дуже копітким, і навіть пошук скорпіонів, насамперед, був складним.
«Збір цього виду скорпіонів важкий, оскільки в зимовий та сухий сезон скорпіон похований. Ми можемо знайти його лише в сезон дощів », - пояснює професор Поссані.
Щоб «доїти» скорпіонів для їх отрути, дослідникам довелося застосовувати м’які електричні подразники до хвостів павукоподібних. Після цієї процедури команда побачила, що отрута набула коричневого відтінку, як тільки вона потрапила на повітря.
Провівши кілька чутливих тестів, дослідники вважали, що дві хімічні сполуки 1,4-бензохінону - які вони змогли синтезувати з крихітної кількості отрути скорпіона - відповідальні за цю зміну. Кожен із цих сполук набував різного кольору, один червоний, а інший синій, при контакті з повітрям.
«У нас було лише 0,5 мікролітра отрути для роботи. Це в 10 разів менше, ніж кількість крові, яку комар буде всмоктувати за одну порцію », - зазначає професор Заре.
Вчені пояснюють, що бензохінони мають антимікробні властивості, і два сполуки, які команда виявила, раніше не були відомі. Вони лише тонко відрізняються один від одного.
"Ці два сполуки структурно пов'язані, але тоді як червоний має атом кисню на одній зі своїх гілок, синій - атом сірки", - пояснює доктор філософії Шибдас Банерджі, один з авторів дослідження, відповідальний за з'ясування структура нещодавно відкритих хімічних речовин.
Жало у хвості ... проти бактерій
Враховуючи той факт, що бензохінони можуть вбивати штами бактерій, дослідники лабораторії професора Заре надіслали зразки двох нещодавно відкритих сполук доктору Рогеліо Ернандес-Пандо та його колегам з Національного інституту наук про здоров'я і харчування Сальвадора Зубірана в Мехіко , для подальшого тестування.
Команда з Сальвадора Зубірана виявила, що червоний 1,4-бензохінон ефективно руйнується Золотистий стафілокок, який є дуже інфекційним, тоді як синій 1,4-бензохінон був здатний знищувати різні штами Мікобактерії туберкульозу, які відповідають за туберкульоз.
Це включало М. туберкульоз штами, які розвинули стійкість до множинних антибіотиків. Однак одне питання все ж залишилось.
"Ми виявили, що ці сполуки вбивали бактерії, але тоді постало питання:" Чи вб'є це і вас? ", - зазначає професор Заре.
"І відповідь негативна: група Ернандеса-Пандо показала, що блакитна сполука вбиває туберкульозні бактерії, але залишає оболонку легенів у мишей недоторканою".
Професор Річард Заре
Більше таємниць, щоб розкрити
Той факт, що два нещодавно виявлені сполуки є високоефективними проти смертоносних бактерій і, здавалося б, безпечними для введення, робить їх ідеальними кандидатами на нові ліки та терапію. Проте, зазначає проф. Поссані, цей новий шлях дослідження ніколи б не став можливим, якби не професор Заре і його команда.
Саме завдяки тому, що професор Заре та його колеги дізналися, як синтезувати два бензохінони з отрути D. melici що дослідники тепер зможуть шукати способи використання цих сполук для цілющих цілей.
«Кількість компонентів отрути, яку ми можемо отримати від тварин, надзвичайно низька. Синтез сполук був вирішальним для успіху цієї роботи », - пояснює проф. Поссані.
«За обсягом отрута скорпіона є одним з найцінніших матеріалів у світі. Виробництво його галону коштувало б 39 мільйонів доларів », - зазначає професор Заре.
"Якби ви виробляли його лише від скорпіонів, ніхто не міг собі цього дозволити, тому важливо визначити, які найважливіші інгредієнти мають бути в змозі їх синтезувати", - підкреслює він.
У майбутньому дослідники планують продовжувати спільну роботу, щоб з’ясувати, як використовувати D. melici назавжди. У той же час професора Заре і професора Поссані цікавить питання, чому в першу чергу ці два нетоксичні хімічні речовини містяться у отруті скорпіону, і вони хотіли б розкрити цю таємницю.
«Ці сполуки можуть не бути отруйним компонентом отрути. Ми поняття не маємо, чому скорпіон виробляє ці сполуки. Є більше загадок », - говорить професор Заре.
