Соединения яда скорпиона убивают опасные бактерии
Исследователям удалось синтезировать два соединения яда скорпиона, которые эффективны против некоторых штаммов высокоинфекционных бактерий. Ученые заверяют, что эти соединения также вряд ли причинят вред человеку.
Изображение предоставлено: Эдсон Н. Каркамо-Норьега
Тысячи видов животных по всему миру ядовиты, от пауков до ос, рыб, змей и лягушек.
Яд некоторых животных достаточно силен, чтобы вызвать легкое раздражение и отпугнуть потенциальных хищников, в то время как яд других животных, таких как крошечный осьминог с синими кольцами, мог легко убить взрослого человека за считанные минуты.
Однако исследователи утверждают, что многие смертельные яды животных также могут быть ответом на инфекцию и болезнь.
Например, яд Tropidolaemus wagleri, вид гадюки, обитающий в Юго-Восточной Азии, может улучшить лечение тромбов, а ключевой компонент яда воронкообразного паука может помочь предотвратить повреждение мозга после инсульта.
Ученые из Стэнфордского университета в Калифорнии и Национального автономного университета Мексики в Мехико недавно сделали еще одно многообещающее открытие: два соединения из яда скорпиона, уроженца Восточной Мексики, Diplocentrus melici, может бороться с вредными бактериями, не причиняя вреда здоровым тканям.
Команда провела свои исследования на мышах, а также в образцах тканей, чтобы проверить эффективность и безопасность соединений. Результаты исследования теперь представлены в PNAS.
Открытие 2 новых соединений
Профессор Ричард Заре из Стэнфорда, профессор Луривал Поссани из Национального автономного университета Мексики и их команды сделали интригующее открытие после захвата нескольких образцов D. melici студенты-исследователи профессора Поссани в Мексике.
Исследования профессора Поссани были сосредоточены на открытии новых медицинских методов лечения на основе яда скорпиона. Проф. Заре специализируется на обнаружении химических реакций на молекулярном уровне.
Два старших исследователя и их команды сотрудничали в определении ключевых соединений, из которых D. melici яд является важным фармакологическим лидером. Весь процесс был очень трудоемким, и даже найти скорпионов было непросто.
«Сбор этого вида скорпиона затруднен, потому что зимой и в засушливые сезоны скорпион хоронят. Мы можем найти его только в сезон дождей », - объясняет профессор Поссани.
Чтобы «доить» скорпионов на их яд, исследователям приходилось прикладывать мягкие электрические раздражители к хвостам паукообразных. После этой процедуры команда увидела, что яд стал коричневатым, как только он оказался на воздухе.
После проведения нескольких чувствительных тестов исследователи пришли к выводу, что за это изменение ответственны два химических соединения 1,4-бензохинона, которые они смогли синтезировать из крошечного количества яда скорпиона. При контакте с воздухом каждое из этих соединений становилось разным - красным, а второе - синим.
«У нас было всего 0,5 микролитра яда для работы. Это в 10 раз меньше, чем количество крови, которое комар высосет за одну порцию », - отмечает профессор Заре.
Ученые объясняют, что бензохиноны обладают антимикробными свойствами, а два соединения, которые идентифицировала команда, ранее были неизвестны. Они лишь незначительно отличаются друг от друга.
«Два соединения структурно связаны, но в то время как у красного есть атом кислорода на одной из его ветвей, у синего - атом серы», - объясняет Шибдас Банерджи, доктор философии, один из авторов исследования, ответственный за выяснение причин. структура вновь открытых химических веществ.
Укус в хвост ... против бактерий
Учитывая тот факт, что бензохиноны могут убивать штаммы бактерий, исследователи из лаборатории профессора Заре отправили образцы двух недавно обнаруженных соединений доктору Рохелио Эрнандес-Пандо и его коллегам из Национального института здравоохранения и питания Сальвадора Субирана в Мехико. , для дальнейшего тестирования.
Команда в Сальвадоре Субиране обнаружила, что красный 1,4-бензохинон эффективно разрушает Золотистый стафилококк, который очень заразен, в то время как синий 1,4-бензохинон был способен убивать различные штаммы Микобактерии туберкулеза, которые вызывают туберкулез.
Это включало М. туберкулез штаммы, у которых развилась устойчивость к нескольким антибиотикам. Однако остался один вопрос.
«Мы обнаружили, что эти соединения убивают бактерии, но затем встал вопрос:« Убьет ли это и вас? », - отмечает профессор Заре.
«И ответ отрицательный: группа Эрнандеса-Пандо показала, что синее соединение убивает туберкулезные бактерии, но оставляет неповрежденной слизистую оболочку легких у мышей».
Проф. Ричард Заре
Еще больше тайн, которые нужно раскрыть
Тот факт, что два недавно идентифицированных соединения высокоэффективны против смертоносных бактерий и кажутся безопасными для применения, делает их идеальными кандидатами для новых лекарств и методов лечения. Тем не менее, как отмечает профессор Поссани, этот новый исследовательский путь никогда бы не стал возможным, если бы не профессор Заре и его команда.
Благодаря тому, что профессор Заре и его коллеги научились синтезировать два бензохинона из яда D. melici что теперь исследователи смогут искать способы использования этих соединений в лечебных целях.
«Количество компонентов яда, которые мы можем получить от животных, чрезвычайно мало. Синтез соединений имел решающее значение для успеха этой работы », - объясняет профессор Поссани.
«По объему яд скорпиона - один из самых ценных материалов в мире. Производство галлона этой жидкости обойдется в 39 миллионов долларов », - отмечает профессор Заре.
«Если бы вы зависели только от скорпионов в производстве этого продукта, никто не мог себе этого позволить, поэтому важно определить, какие ингредиенты являются критически важными, и уметь их синтезировать», - подчеркивает он.
В будущем исследователи планируют продолжить совместную работу, чтобы узнать, как использовать D. melici для блага. В то же время проф. Заре и проф. Поссани заинтригованы тем, почему два нетоксичных химиката вообще присутствуют в яде скорпиона, и они хотели бы раскрыть эту тайну.
«Эти соединения не могут быть ядовитым компонентом яда. Мы не знаем, почему скорпион производит эти соединения. Есть еще много загадок », - говорит профессор Заре.
