3 rāpojoši rāpuļi, kas var mainīt veselību
Daudzus no mums biedē vai atbaida “mini dzīvnieki”, piemēram, kukaiņi un zirnekļi. Mēs bieži uzskatām šādus critters par kaitēkļiem, taču šie sīkie radījumi varētu slēpt labākas veselības un terapijas noslēpumu. Šajā Spotlight funkcijā mēs izskaidrojam, kā trīs “rāpojošie rāpuļi” var padarīt revolucionārus veselības pētījumos.
Cilvēkiem vienmēr ir bijušas mīlestības un naida attiecības ar noziedzniekiem, kas mēdz mūs vienādā mērā apburt un atgrūst.
Viens pētījums, kas publicēts 2017. gadā un uz kuru attiecas Medicīnas ziņas šodien atklāja, ka cilvēku bailes no rāpojošajiem rāpojumiem var būt "iespiedušās" mūsu smadzenēs un ka šī neuzticēšanās radījumiem, piemēram, zirnekļiem, mums var būt pat zīdaiņa vecumā.
Tomēr kukaiņi, zirnekļveidīgie un citi krāpnieki cilvēku aizrauj - varbūt tāpēc, ka viņi tik ļoti atšķiras no mums. Galu galā tauriņi var nobaudīt ar kājām, zirnekļi var “dzirdēt” caur mazajiem matiņiem uz kājām, un uz pusēm pārgriezts tārps var atjaunot ķermeņa “asti”.
Rakstnieki un citi mākslinieki ir simtiem gadu lūkojušies kukaiņu pasaulē, bijībā par to, ko viņi tur atrada.
18. gadsimta dzejnieks un gleznotājs Viljams Bleiks bija tik ļoti aizrauts ar sīkām radībām, ka viņš, domājams, kādreiz domāja, ka sapņos redzējis blusas spoku, kuru pēc tam gleznojis.
Savukārt gadsimta sākuma autors Franzs Kafka, balstoties uz riebumu, ko daudzi cilvēki piedzīvo, sastopot kļūdas savās mīļajās mājās, uzrakstot stāstu “Metamorfoze”.
Šajā pasakā galvenais varonis Gregors Samsa vienu rītu pamostas, nejūtoties kā pats. Viņš ir kļuvis par “ungeheures Ungeziefer”, kas aptuveni tulkojumā no vācu valodas nozīmē “biedējošs kaitēklis” - matu audzējošs kukainis.
Bet jaunākie pētījumi liecina, ka critters ir aizraujoši un ir vērts studēt ne tikai viņu “citpasaulības” dēļ vai tāpēc, ka ir saistīti ar attiecībām ar cilvēkiem un citām sugām.
Šiem mini dzīvniekiem klīnisko pētījumu kontekstā patiesībā var būt daudz ko mācīt un piedāvāt. Šajā Spotlight funkcijā mēs aplūkojam, kā trīs rāpojoši rāpuļi var mainīt veselības un medicīniskās terapijas seju.
1. Zirnekļi var aust jaunas procedūras
Kairinātu zarnu sindroms (IBS) attiecas uz vienlaikus pastāvošu kuņģa-zarnu trakta simptomu grupu, tostarp caureju un sāpēm vēderā, kas var nopietni ietekmēt cilvēka dzīves kvalitāti. Saskaņā ar 2014. gadā publicētajiem datiem aptuveni 11% pasaules iedzīvotāju dzīvo ar IBS.
2016. gadā pētnieki no Adelaides universitātes Austrālijā, Džona Hopkinsa universitātes Baltimorā, MD un citas sadarbības iestādes atrada jaunu potenciālu mērķi ar IBS saistītai sāpju ārstēšanai - zirnekļa indē.
Konkrētāk, komanda atklāja, ka toksīni, ko rada tarantulas suga, Heteroskodra makulējas, varēja aktivizēt olbaltumvielu (jonu kanālu), NaV1.1, kas atrodas zarnu nervos, kas izsūta sāpju signālus.
Pētnieki uzskatīja, ka šis atklājums var izraisīt mērķtiecīgāku IBS sāpju ārstēšanu. Un patiešām 2018. gadā sākotnējās komandas locekļi publicēja jaunu pētījumu, ziņojot, ka viņi ir atraduši veidu, kā bloķēt sāpju signālu IBS peles modeļos.
Arī 2018. gadā Kvīnslendas universitātes un Floreja Neirozinātņu un garīgās veselības institūta pētnieki - abi Austrālijā - atcēla zirnekļa indē esošā peptīda terapeitiskās īpašības: Hm1a.
Komanda, kuru vadīja profesors Glens Kings no Kvīnslendas universitātes, varēja izmantot Hm1a, lai selektīvi aktivizētu NaV1.1 Dravet sindroma, smagas epilepsijas formas, peles modeļos. To darot, pētnieki varēja novērst krampjus pelēm, kuras viņi ārstēja ar zirnekļa indes molekulu.
"Zirnekļi nogalina savu laupījumu, izmantojot indes savienojumus, kas vērsti uz nervu sistēmu," atzīmē pētījuma līdzautors prof. Stīvens Petrou.
"Miljoniem gadu evolūcija ir uzlabojusi zirnekļa indi, lai īpaši mērķētu uz noteiktiem jonu kanāliem, neradot blakusparādības citiem, un zāles, kas iegūtas no zirnekļa indēm, saglabā šo precizitāti," turpina prof. Petrou, apgalvojot, ka viņa komandas pašreizējie atklājumi varētu izraisīt efektīva krampju ārstēšana Draveta sindromā.
Zirnekļzīda noslēpumi un potenciāls
Bet zirnekļa inde nav vienīgā uzmanība biomedicīnas pētījumos. "Zirnekļzīdi ir visgrūtākais bioloģiskais materiāls," saka Džesika Garba, kas ir Masačūsetsas Lellellas Universitātes Bioloģijas zinātņu katedras asociētā profesore.
"Tie ir izturīgāki par tēraudu, tomēr sver daudz mazāk, un dažus zirnekļa zīdus var izstiept līdz pat trīs reizēm garākam, nesalaužot," viņa turpina. Šo iemeslu dēļ Garbs un viņa kolēģi ir pētījuši šo neticami plāno un izturīgo materiālu, cenšoties noskaidrot, kas zirnekļa zīdam piešķir izturību un daudzpusību.
2018. gadā Garbs un viņa kolēģi no Nacionālā zinātnes fonda saņēma 335 000 ASV dolāru lielu atbalstu par zirnekļzīda izpēti. Atklājot tās noslēpumu, izmeklētāji cer, ka viņi spēs nākt klajā ar formulu nākamās paaudzes biomateriāliem.
"Piemēram, šos materiālus varētu izmantot, lai uzlabotu ķiveres un bruņas vai citu aizsargaprīkojumu, medicīnas ierīces, piemēram, protezēšanu, pārsējus un šuves, pat sporta piederumus."
Džesika Garba
2. Tarakāni: no kaitēkļiem līdz mikstūrai
Šķiet, ka daudz ļaundabīgais prusaks ir pilns ar potenciālu, veicot veselības pētījumus. Pagājušā gada pārskati liecina, ka Ķīnā ir prusaku audzētavas, kurās uzņēmēji ļauj prusakiem brīvi vairoties rūpīgi sanitārā vidē.
Tomēr saimniecība apzīmē šo nabadzīgo cītaru likteni. Kad viņi sasniedz briedumu, “tarakānu audzētāji” tos sasmalcina pastā, kas it kā palīdz ārstēt kuņģa-zarnu trakta problēmas.
Šī prakse sakņojas senajās ķīniešu tradīcijās, kas apgalvo, ka prusaku var izmantot terapeitiski. Bet vai tā ir taisnība?
Saskaņā ar provizoriskiem pētījumiem, ko 2010. gadā veica Notingemas universitātes pētnieki Apvienotajā Karalistē, prusaku un siseņu smadzenēs ir ne mazāk kā deviņas molekulas, kas varētu iznīcināt spēcīgas, pret antibiotikām izturīgas baktērijas. Izmeklētāji pārbaudīja amerikāņu tarakānu, kā arī divas dažādas siseņu sugas.
"Mēs ceram, ka šīs molekulas galu galā var pārveidot par ārstēšanu Escherichia coli un MRSA [izturīgs pret meticilīnu Staphylococcus aureus] infekcijas, kas ir arvien izturīgākas pret pašreizējām zālēm, ”atzīmē Simons Lī, viens no šajā pētījumā iesaistītajiem pētniekiem.
"Šīs jaunās antibiotikas potenciāli varētu piedāvāt alternatīvas pašlaik pieejamām zālēm, kas varētu būt efektīvas, bet kurām ir nopietnas un nevēlamas blakusparādības," apgalvo Lī.
Ko prusaku mātes mums var iemācīt
Tarakāni varētu būt arī mūsu nākamais lieliskais olbaltumvielu avots, saskaņā ar pētījumu, kas parādīts Starptautiskās kristalogrāfijas žurnāla žurnāls 2016. gadā. Viena prusaku suga, Diploptera punctata (Klusā okeāna vaboles tarakāns),faktiski ražo piena formu, lai barotu savus dzīvos jauniešus.
Pētnieki ir atklājuši, ka šis piens mazuļu zarnās veido olbaltumvielu kristālus. Šie kristāli satur lielu daudzumu olbaltumvielu, tik augstu, ka pētījuma līdzautors Subramanian Ramaswamy tos sauca par “pilnvērtīgu pārtiku”.
Lai gan izmeklētājs ir ierosinājis, ka prusaku piens varētu kļūt par daļu no jaunās olbaltumvielu dzērienu arēnas, viņš arī atzina, ka process būtu izaicinošs. Tā kā kukaiņus nav iespējams slaukt, pētniekiem būtu jāatrod veids, kā pienu mākslīgi ražot.
D. punctata varētu arī kļūt par jauno dzīvnieku modeļu, kas dod priekšroku dažiem klīnisko pētījumu aspektiem, uzskata Emily Jennings un kolēģi no Sinsinati universitātes Ohaio.
Dženingss ir pētījis grūtnieces ģenētiskos marķierus D. punctata lai saprastu, kas notiek dažādos kukaiņu grūtniecības posmos.
Pētnieks cer, ka jaunajam modelim varētu būt lielāks pielietojums, un tarakāni varētu nodrošināt lētākus dzīvniekus, ar kuriem ir vieglāk strādāt nekā ar zīdītājiem, piemēram, pelēm.
“Mums ir vairāk nekā 1000 prusaku diezgan mazā telpā, milzīgs iedzīvotāju skaits salīdzinājumā ar to, ko jūs varat turēt ar pelēm. Prusaku barošanas režīms ir izmaksas par lielu suņu barības maisu, kas var kalpot gadiem ilgi, ”atzīmē Dženings.
3. Viss buzz par lapsenes indi
Daudzi no mums ir nobijušies no lapsenēm, galvenokārt viņu šķietami nejaušās agresīvās uzvedības dēļ un tāpēc, ka viņu dzēliens var izraisīt alerģiskas reakcijas, kas var būt no vieglas pietūkuma līdz pilnīgai anafilaksei.
Bet viņu dzēlienam ir arī ārstniecisks potenciāls - vismaz saskaņā ar vairāku pēdējo gadu laikā veikto klīnisko pētījumu klāstu. Piemēram, viens pētījums, kas publicēts žurnālā Toksīni 2015. gadā identificēja trīs peptīdus, kas atrodas bišu un lapseņu indēs, kurus, pēc autoru domām, izmanto biomedicīnā.
Viens no šiem peptīdiem, mastoparāns, atrodas hornetu, papīra lapseņu un sabiedrisko lapseņu indē. Tam ir cita veida terapeitiskā potenciāla pretmikrobu un pretvīrusu īpašības.
"Mastoparāns atsevišķi vai kombinācijā ar citām antibiotikām varētu būt daudzsološa alternatīva cīņā pret vairākām antibiotikām rezistentām baktērijām klīniskajā praksē," raksta pētījuma autori.
Tomēr pētnieki arī brīdina, ka šis peptīds var būt toksisks veseliem audiem, uzbrūkot baktērijām un apkārtējām šūnām. "Tādējādi ir jāizstrādā jaunas stratēģijas mastoparāna toksisko blakusparādību mazināšanai, tādējādi uzlabojot klīnisko pielietojumu iespējamību," norāda pētījuma autori.
Citā pētījumā, arī no 2015. gada, tika ierosināts, ka Polybia-MP1 - mastoparāns, kas atrodas sociālās lapsenes indē Polybia paulista - spēja kavēt urīnpūšļa un prostatas vēža šūnu, kā arī zāļu rezistentu leikēmijas šūnu proliferāciju.
Peptīds to dara, iebāžot caurumus vēža šūnu membrānās, liekot tām “noplūst” to molekulārajam saturam.
Vēl pārsteidzošāk ir pētījums no Kalifornijas universitātes Riversaidā, kas publicēts pagājušajā gadā Bioķīmija - identificēja jaunu lapsenes indes peptīdu klases ampuleksīnus, ko ražoja Ampulex compressa (smaragda dārgakmeņu lapsene), kas varētu pavērt jaunu ceļu Parkinsona ārstēšanai.
Smaragda dārgakmeņu lapsene ir bēdīgi slavena - tā dzēlina prusakus, vispirms tos paralizējot un pēc tam “kontrolējot” viņu smadzenes, lai prusaki kļūtu letarģiski un viegli manipulējami.
Galu galā tas ļauj lapsenēm ievietot olas prusaku ķermenī, lai, izšķīlušies, lapsenes kāpuri to varētu izmantot kā pirmo barības avotu.
Lai cik šausmīgs ir šis process, tas Kalifornijas universitātei deva svarīgu lomu - iedzelto prusaku nekustīgais stāvoklis ir līdzīgs dažiem Parkinsona slimības simptomiem.
Tā kā ampuleksīni, šķiet, ir atbildīgi par nekustīguma izraisīšanu, pētnieku mērķis ir tos izpētīt, cerot, ka tie ļaus viņiem atrast jaunu šūnu mērķi Parkinsona slimības ārstēšanai.
Iespējams, ka šī Spotlight funkcija nav daudz darījusi, lai mazinātu jūsu neuzticēšanos sīkajiem critters. Tomēr pēc tam, kad esat to izlasījis, varbūt nākamreiz, kad vēlaties aizbēgt, ieraugot lapseni, vai iemetot čību zirneklim, jūs vēlreiz padomāsiet un uzskatīsit, ka mazais nabaga mazais zvērs kādreiz var novest ceļu uz nākamo lielisko medicīnas iestādi atklājums.
