Змеи, ящерицы, пауки, осьминоги – чем людям может быть полезен весь этот список животных, многие представители которых являются ядовитыми? Яд – вот главный ответ. С древних времен ядовитые животные вызывали страх, а беспомощность перед внезапным нападением заставляла держаться от них подальше. Но даже тогда искусные лекари и знахари пытались найти применение этому грозному оружию царства животных и лечить тем, что может мгновенно убить.
В наше время медицина и наука все дальше и дальше продвигаются в изучении ядов разнообразных животных и пытаются получать лекарства для борьбы с разными тяжелыми заболеваниями. Составы ядов замысловаты, а список животных, способных помочь нам этим опасным оружием, удивляет еще больше. Отдел науки рассказывает, с кем ученых успела свести судьба и какие секреты ядов они успели раскрыть.
«Обезболивающие» тарантулы
Как известно, при укусе ядовитой змеи, паука или ящерицы яд, попадающий в кровь, часто может вызвать летальный исход. Но, как выяснили ученые, некоторые яды обладают терапевтическим эффектом и потенциально могут быть обезболивающими. Данный вопрос обсуждался на 60-м ежегодном собрании Биофизического общества в Лос-Анджелесе 27 февраля – 2 марта 2016 года.
Миллионы людей живут с хронической и невропатической болью, в значительной степени потому, что современные препараты обеспечивают лишь временное облегчение боли, имеют тяжелые усыпляющие побочные эффекты и могут вызывать зависимости. Именно поэтому исследователи во всем мире упорно продолжают искать потенциальные новые терапевтические средства и
создавать альтернативные обезболивающие, которые, возможно, улучшат качество жизни людей, страдающих от хронических болей.
Группа ученых из Университета Квинсленда в Брисбене, Австралия, рассказали о пептидном токсине ProTx-II, найденном в яде перуанских зеленых бархатных тарантулов. Его высокая эффективность и избирательность при блокировке болевых ощущений жертвы делает его идеальным кандидатом в болеутоляющие — исследование, рассказывающее об этом, было опубликовано в журнале Biophysical Journal.
Исследователи выяснили, что данный токсин ингибирует (тормозит) рецепторы боли благодаря взаимодействию с клеточной мембраной. В частности, нейронные клеточные мембраны приближают пептид к нейронам,
увеличивают его концентрацию рядом с рецепторами боли и помогают усилить взаимодействие пептида с целью. До сих пор исследования, описывающие ингибирующую активность токсинов яда, игнорировали потенциальную роль клеточных мембран.
Основываясь на данных результатах, сейчас ученые пытаются сконструировать новые токсины, которые бы больше взаимодействовали с клеточной мембраной, но вызывали меньшее количество побочных эффектов.
Улитки от рака
В медицинских целях применяться может не только яд тарантулов. В то время как многие считают улиток деликатесом, ученые нашли им совершенно иное применение. Конусовидная улитка – морской моллюск, использующий яд для захвата своей добычи. Этот яд может помочь обнаружить и справиться с некоторыми типами раковых заболеваний, утверждают ученые. Данное исследование было опубликовано в статье в журнале Journal of Biological Chemistry.
В результате исследования было выявлено, что
компонент яда улитки под названием альфа-конотоксин взаимодействует с рецепторами, отвечающими за развитие таких болезней, как шизофрения, болезнь Альцгеймера, рак легких, а также за формирование никотиновой зависимости.
Ученые говорят, что теперь перед ними стоит практическая задача: разработка новых лекарственных препаратов, которые помогли бы эффективнее справиться или предупредить развитие каких-то заболеваний.
Ящерицы от диабета
Несмотря на то что ящериц не принято считать опасными, многие виды их фактически производят и используют яд. Одним из самых известных видов ядовитых ящериц является гила-монстр — или аризонский ядозуб, — а также мексиканская бисерная ящерица.
Яд ящериц имеет много общего с ядом змей, но предназначены они для разных целей. Если ящерицы главным образом используют его для защиты, то змеи — для нападения. Однако состав белков яда схож и у тех и у других. На данный момент исследователи сосредоточили свое внимание на изучении аризонского ядозуба —
эти ящерицы производят exendin-4 (один из белков в составе яда, используемый при лечении диабета и ожирения).
Для того чтобы использовать отдельные белки, их приходилось выделять из общего состава яда. Однако полный анализ всех белков яда никогда ранее не проводили, из-за чего многие важные компоненты ядов были упущены. Исправить данный недочет взялись исследователи Орхусского университета в Дании. Это исследование было опубликовано в статье журнала Journal of Proteomics.
Ученым удалось выделить 19 разных белков из яда аризонского ядозуба, которые потенциально могут использоваться для дальнейших разработок лекарственных препаратов.
Яд пауков – вакцина будущего
Создание нового белка на основе яда пауков стало началом нового поколения вакцин, сообщается в статье журнала Vaccine.
Исследователи из Федерального университета Минерас-Жерайс в Бразилии утверждают, что спроектированный белок на основе яда бразильских коричневых пауков должен помочь в создании сывороток и вакцин против других ядов.
Бразильские коричневые пауки (Loxosceles) являются достаточно ядовитым и опасным видом. Токсичный укус этих пауков заставляет кожу вокруг укуса отмирать, кроме того, вызывает такие побочные эффекты, как почечная недостаточность и кровотечение.
Эти пауки являются самыми распространенными в Бразилии, где каждый год из-за них происходит около 7 тыс. несчастных случаев.
Новое исследование описывает искусственно созданный белок, составленный из трех токсинов яда коричневого паука. Сам по себе белок не токсичен, но дает эффективную защиту от чистого яда пауков. Как утверждает один из ведущих исследователей, существующие антидоты сделаны из чистых токсинов и могут быть вредны для людей так же, как и сами яды, а новый препарат побочными действиями обладать не будет: составленный из трех белков, он способен защитить от нескольких токсинов одновременно. Новое средство было протестировано на кроликах, которые показали положительный иммунный ответ. Животные оказались защищены от повреждений кожи и кровотечений после инъекции яда, содержащего те же токсины, что и новый препарат.
В Антарктиду в поисках ответов
В поисках ответов на «ядовитые» вопросы неутомимые ученые добрались до самой Антарктиды. Впервые в истории исследователи собрали яд антарктических осьминогов, что значительно продвинуло их в понимании свойств яда как потенциального ресурса для разработки лекарственных средств. С исследованием можно ознакомиться на страницах журнала Toxicon.
Ученые давно признают яд ценным ресурсом для разработки лекарственных средств. Однако совсем недавно было обнаружено, что головоногие, такие как осьминоги, кальмары и каракатицы, обладают ядом с уникальными свойствами — особенно те виды, которые обитают в суровых климатических условиях. Особой загадкой для ученых остается то, как животные могут производить яд, сохраняющий свою эффективность при низких температурах, — большинство ядов в подобных условиях просто теряют свои свойства.
Авторы работы сообщили, что
анализ яда показал необычный диапазон токсинов, два из которых вообще не были ранее описаны.
Ученые продолжают работу в рамках задачи, поставленной ведущим исследователем Брайаном Фраем, — собрать и изучить все новые яды осьминогов, обитающих на тех территориях. По их словам, понимание структуры и способов действия яда, найденного у всех осьминогов, должно помочь в разработке препаратов по борьбе с разнообразными болями, аллергией и раком. Кстати, помимо новых ценных сведений о яде ученые обнаружили четыре ранее не описанных вида осьминогов — по словам исследователей, работа по поиску и описанию новых видов также будет продолжена.