Jak na Plže je Smrtící Jed Nám Může Pomoci Vybudovat Lepší Léky

kuželové šneky inspirovaly lidi po staletí. Pobřežní komunity často obchodovaly se svými krásnými skořápkami jako s penězi a vložily je do šperků. Mnoho umělců, včetně Rembrandta, je představovalo v náčrtcích a obrazech. Teď, vědci z Národního Institutu pro Standardy a Technologie (NIST) zjišťují, že tyto smrtící predátory, inspirující, jak se hledat nové způsoby, jak vyléčit staré zdravotní problémy pomocí jedovaté hlemýždě jako modely.,

„je to stejný jed používaný k zabíjení dinosaurů v „Jurském parku“, “ říká biochemik NIST Frank Marí se smíchem. „Je to děsivé věci, ale tato síla by mohla být použita pro jiný druh dobra v reálném životě.“

stejně jako všichni vědci NIST měří Marí věci. Konkrétně měří RNA a související proteiny při práci uvnitř mořských živočichů. Jak se technologie zlepšila v průběhu let, on a jeho tým se stali lepší možnost zkoumat, analyzovat a katalog molekuly v práci v některé z oceánu méně známých tvorů, včetně kužel šneci., V letošním roce jeho laboratoř provedla několik významných objevů o jejich jedu, objevy, které by nakonec mohly vést k vývoji nových léků na těžko léčitelné nemoci. Napodobováním způsobu, jakým tyto malé, tiché bytosti dodávají jed, mohou být vědci schopni lépe léčit.

V daný den, Mari lze nalézt chůze nahoru a dolů řádky bublající akvária, nádrže na Hollings Mořské Laboratoře v Charleston, Jižní Karolína, kontrola na 60 jednotlivých kužel šneci, kteří žili v jeho laboratoři za posledních 15 let., Jednou za týden, on a jeho zaměstnanci vytvořit jakousi delikátní jednání s nimi, obchodování mrtvé ryby na dávku jedu, aby se shromáždili v tubě a skladovány odděleně pro použití v probíhající vědecké měření a vyšetřování.“kuželové šneky jsou tak neobvyklé,“ říká Marí. „Ve skutečnosti nejsou jako žádné jiné stvoření na Zemi a práce s nimi je téměř jako práce s mimozemšťanem. Ale to je také zábava. Systém kuželových šneků je jako cukrárna pro někoho, jako jsem já.“

Více než 800 druhů kuželovitých šneků bylo nalezeno po celém světě, většinou v teplejších tropických oblastech., Jsou to samotáři, tvory bez tváře a nejsou agresivní, ale budou bodat defenzivně, když je vyzvedne nevědomý sběrač skořápek. Nejmenší kuželové hlemýždi dodávají bodnutí, které je asi tak silné jako včelí bodnutí, ale bodnutí větších druhů může zabít dospělého člověka během několika hodin. Nejsmrtelnější kužel šnek je myšlenka být „cigaretový šnek“ Indo-Pacifiku, šnek zhruba délka palec, který může přinést toxin tak silný, že by jen mít čas dokončit jednu cigaretu před smrtí z jeho útoku.,

ačkoli jeho sbírka obsahuje několik druhů, Marí je zvláštní oblastí zaměření fialový kuželový hlemýžď (Conus purpurascens). Je to stvoření, které se většinou nacházejí ve Východní části Tichého pobřežních vodách Kalifornského Zálivu dolů do Peru a na moři kolem Ostrovů Galapág, pomalu se pohybující se podél kamenité dno, kde roste pár centimetrů. Jako všichni plži z rodu Conus, tyto noční zvířata jsou běžné, ale často bez povšimnutí ležérní beachgoers.,

i Přes své vlastní pomalé tendence, tyto šneci se vyvinuly obratně lovit daleko rychlejší zvířata ve tmě tím, že střílí jeden harpoon-jako zub do jiné šneky, ryby a červi. Po injekci se kořist okamžitě ochromí a není schopna uniknout. Hlemýžď pak pomalu táhne imobilizované jídlo uvnitř své skořápky, aby bylo tráveno, celé. Každý zub je po použití vyřazen a okamžitě nahrazen jiným. Některé kužel šneci cestovat s 20 nebo tak tyto zuby vložený v jejich systémech, nabitá a připravená, aby se vypálil, když další jídlo se stane, plavat spolu.,

ve svém rodném stavu by kužel hlemýžďový jed zjevně neudělal skvělou léčbu lidských onemocnění. Ale vybalením kousek po kousku a měřením každé složky na molekulární úrovni se Marí a jeho tým snaží pochopit a katalogizovat, jak každý aspekt tohoto jedu dělá svou práci.“je toho hodně, co se o nich právě dozvídáme,“ říká Marí.

proč je například kuželový hlemýžďový jed schopen tak rychle proniknout do nervového systému jiného zvířete? A jak tak účinně paralyzuje oběť?, Ještě záhadnější je, že někteří jednotliví šneci fialového kužele nejsou vůbec toxičtí, což by podle Marí mohlo souviset s fázemi vývoje hlemýžďů.

odpovědi na všechny tyto plže otázky by mohly být použity k vytvoření nových léků, které se pohybují přes tělo pacienta v rychlejším a účinnějším způsobem, jako jsou nové typy inzulinu pro léčbu diabetu nebo lepší léčby neurologických onemocnění, jako je Alzheimerova choroba. Někteří si myslí, že jed výzkum může poskytnout nové systémy pro léky, které by cílem omezit rychlé šíření forem rakoviny., Jiní chtějí používat přísady jedu pro léčbu závislosti. Jednou ze součástí plže jed se dokonce používá v proti vráskám krémy jsou nyní na trhu, který dal sílu zánět pracovat pod kůži, nafouknout vrásky a jemné linky na lidské tváře.

Na papír, jen publikované v Scientific Reports, Marí a jeho tým používá kužel šnek toxiny jako molekulární sondy pro identifikaci důležitý přesah mezi imunitní a centrální nervové soustavy u člověka., Jejich práce prokázala poprvé, že klasický toxin—jeden obvykle spojena s centrálním nervovým systémem—může mít také vliv na imunitní systém, přičemž některé buňky jsou signalizovány na konkrétní způsoby, jakmile určitý druh plže peptidy, známý jako conotoxins, vstoupit do těla. Nové informace mohou pomoci v rozvoji terapie pro odstranění žaludku, prsu a rakoviny plic, stejně jako v kontrole tuberkulózy, protože všechny tyto nemoci vyvolat nadprodukci některých buněk., Namísto použití toxinu jako skutečného léku by práce poskytla cestovní mapu pro lepší pochopení (a možná i kontrolu) růstu nežádoucích buněk.

Pro další studie publikovaná nedávno v Časopise Proteomika, Marí a jeho tým pracoval na izolaci a charakterizaci enzymu v kužel šnek jed zvaný Conohyal-P1. Použili hmotnostní spektrometr s vysokým rozlišením, jeden z nejsilnějších dostupných nástrojů pro identifikaci a počítání proteinů ve vzorku. Podobný enzym se vyskytuje jak u lvice, tak u včelích jedů., Překvapivě se také vyskytuje u mnoha druhů savčích spermií, kde pomáhá oslabit buněčné stěny vaječníků a usnadnit vstup spermií a úspěšnou reprodukci.

“ věděli jsme, že tento enzym dokáže rozložit extracelulární tkáň,“ říká Marí s odkazem na nejvzdálenější membrány buněk. „Nyní jsme byli schopni pečlivě vyhodnotit aktivitu enzymu pro každého, kdo bude používat v budoucí práci. Kromě toho jsme identifikovali nový podtyp, který nebyl dříve znám.,“

Ve třetím papíru, publikované nedávno v časopise Neuropharmacology, Marí a jeho tým hodnocen toxinů v kužel šnek jed pomocí zkoušek na centrální nervové soustavy octomilek. Přestože octomilky je velmi odlišný od člověka v mnoha ohledech, jeho centrální nervový systém může poskytnout skvělý model pro širokou škálu lékařských studií, protože základní struktura buněk u octomilky mozek je podobný struktuře buněk v lidském mozku. Pokud tedy mozková buňka ovocné mušky reaguje jedním způsobem, vědci vědí, že lidská buňka bude také.,

Marího tým konkrétně chtěl vědět, jak conotoxiny interagují s různými molekulárními cíli v nervovém systému své kořisti. Purple cone snail venom obsahuje velké množství těchto proteinových stavebních bloků, více než 2000 z nich.“jed je neuvěřitelně složitý,“ říká Marí. „Chtěli jsme odpovědět na otázku: které části lze použít jako lék?“

V tomto případě, oni zjistili, že mouchy reakci na injekce plže jed probíhala především na receptory, které řídí pohyb svalů a závislost., Takové údaje by mohly být užitečné při vývoji nových léků k léčbě Parkinsonovy choroby, která se často pustoší svalové-kosterní systém, narušuje schopnost pacienta ovládat základní pohyby těla. Mohlo by to také pomoci s rozvojem účinných léčby závislosti na nikotinu.

„vzor na kuželovém šnečím plášti je velmi krásný,“ říká Marí. „Ale myslím, že biologie a biochemie jsou ještě krásnější, a jak jsme prozkoumat všechny různé aspekty jed, můžeme otevřít všechny druhy nových příležitostí pro lékařské použití. Konečně jsme schopni prolomit kód.“

---