Cum Con Melc Venin Mortal Ne Poate Ajuta să Construim mai Bine Medicamente
În sălbăticie, con melci harpon prada lor ca inoata prin. În laborator, melcul con a învățat să facă schimb de venin pentru cină. Aici, un melc își extinde proboscisul și descarcă o lovitură de venin într-un tub acoperit cu latex. Pentru a vedea mai multe fotografii, vă rugăm să vizualizați eseul foto complet.,
Con melci au inspirat oamenii de secole. Comunitățile de coastă și-au tranzacționat adesea cochilii frumoase ca banii și le-au pus în bijuterii. Mulți artiști, inclusiv Rembrandt, le-au prezentat în schițe și picturi. Acum, oamenii de știință de la Institutul Național de standarde și Tehnologie (NIST) găsesc acești prădători mortali inspiratori, de asemenea, în timp ce caută noi modalități de a vindeca problemele medicale vechi folosind melcii otrăviți ca modele.,
” acesta este același venin folosit pentru a ucide dinozaurii în” Jurassic Park””, spune biochimistul NIST Frank Marí, cu un chicotit. „Este înfricoșător, dar această putere ar putea fi folosită pentru un alt fel de bine în viața reală.ca toți oamenii de știință NIST, Marí măsoară lucrurile. Mai exact, el măsoară ARN-ul și proteinele asociate la locul de muncă în interiorul animalelor marine. Pe măsură ce tehnologia s-a îmbunătățit de-a lungul anilor, el și echipa sa au devenit mai capabili să examineze, să analizeze și să catalogheze moleculele la locul de muncă în unele dintre creaturile mai puțin cunoscute ale oceanului, inclusiv melcii con., În acest an, laboratorul său a făcut mai multe descoperiri semnificative despre veninul lor, descoperiri care ar putea duce în cele din urmă la dezvoltarea de noi medicamente pentru bolile greu de tratat. Imitând modul în care aceste creaturi mici și liniștite livrează otravă, oamenii de știință ar putea fi capabili să livreze mai bine leacuri.în orice zi, Marí poate fi găsită mergând în sus și în jos pe rândurile rezervoarelor de acvariu burbling la Laboratorul Marin Hollings din Charleston, Carolina de Sud, verificând cei 60 de melci conici individuali care au trăit în laboratorul său în ultimii 15 ani., O dată pe săptămână, el și personalul său fac un fel de negociere delicată cu ei, tranzacționând un pește mort pentru o doză de otravă care să fie adunată într-un tub și depozitată pentru a fi utilizată în măsurători și investigații științifice în curs.”melcii conici sunt atât de neobișnuiți”, spune Marí. „Ei nu sunt cu adevărat ca orice altă creatură de pe pământ, iar lucrul cu ei este aproape ca și cum ai lucra cu un extraterestru. Dar asta e, de asemenea, distractiv. Sistemul de melci con este ca un magazin de bomboane pentru cineva ca mine.mai mult de 800 de specii de melci conici au fost găsite în întreaga lume, mai ales în zone tropicale mai calde., Sunt creaturi izolate, fără chip și nu sunt agresive, dar vor înțepa defensiv atunci când sunt ridicate de un colector de cochilii involuntar. Cele mai mici melci conice dau o intepatura care este la fel de puternic ca o intepatura de albine, dar intepatura de specii mai mari poate ucide un om adult într-o chestiune de ore. Cel mai mortal melc de con este considerat a fi „melcul de țigară” din Indo-Pacific, un melc aproximativ lungimea degetului mare al unui om care poate livra o toxină atât de puternică încât ai avea timp să termini doar o țigară înainte de a muri de atacul său.,deși colecția sa include mai multe specii, Zona Specială de focalizare a lui Marí este melcul conic purpuriu (Conus purpurascens). Este o creatură Găsită în cea mai mare parte în apele de coastă din Pacificul de Est, în largul Golfului California până în Peru și în larg în jurul Insulelor Galapagos, mișcându-se încet de-a lungul fundului stâncos, unde crește la câțiva centimetri lungime. La fel ca toți melcii din genul Conus, aceste animale nocturne sunt comune, dar de multe ori merg nevăzute de beachgoers casual.,în ciuda propriilor lor tendințe lente, acești melci au evoluat pentru a vâna cu îndemânare animale mult mai rapide în întuneric, trăgând un singur dinte asemănător harponului în alți melci, pești și viermi. Odată injectată, prada devine instantaneu paralizată și incapabilă să evadeze. Melcul trage apoi încet masa imobilizată în interiorul cochiliei sale pentru a fi digerată, întreagă. Fiecare dinte este aruncat după utilizare și înlocuit imediat cu altul. Unii melci con călătoresc cu aproximativ 20 de dinți încorporați în sistemele lor, încărcați și gata să fie concediați când următoarea masă se întâmplă să înoate.,în starea sa nativă, veninul de melc conic nu ar face, evident, un tratament excelent pentru afecțiunile umane. Dar de despachetare puțin câte puțin și măsurarea fiecare componentă la nivel molecular, Marí și echipa sa au scopul de a înțelege și de catalog cum fiecare aspect al acestei otrava își face treaba.
„învățăm multe despre ele”, spune Marí.de ce, de exemplu, este veninul de melc con capabil să pătrundă sistemul nervos al unui alt animal atât de repede? Și cum paralizează o victimă atât de eficient?, Și mai încurcat, unii melci conici purpurii individuali nu sunt deloc toxici, ceea ce Marí crede că ar putea fi legat de etapele de dezvoltare ale melcilor.
răspunsurile la toate aceste con melc întrebări ar putea fi folosite pentru a crea noi medicamente care trece prin corpul unui pacient într-un mod mai rapid și mai eficient, cum ar fi noi tipuri de insulină pentru tratamentul diabetului zaharat sau tratamente mai bune pentru boli neurologice cum ar fi boala Alzheimer. Unii cred că veninul de cercetare poate oferi noi sisteme de livrare de medicamente care ar avea ca scop de a reduce rapid de raspandire forme de cancer., Alții vor să folosească ingredientele veninului pentru tratamentul dependenței. O componentă a veninului de melc conic a fost folosită chiar și în cremele anti-rid acum pe piață, care au pus puterea inflamației să funcționeze sub piele, umflând cretele și liniile fine pe fețele umane.pentru o lucrare publicată în Scientific Reports, Marí și echipa sa au folosit toxinele melcului con ca sonde moleculare pentru a identifica o suprapunere importantă între sistemul imunitar și sistemul nervos central la om., Munca lor a demonstrat pentru prima dată că un clasic toxina—o, de obicei, asociate cu sistemul nervos central—, de asemenea, poate avea un impact asupra sistemului imunitar, prin care unele celule sunt semnalate în moduri specifice, odată ce anumite tipuri de con melc peptide, cunoscut sub numele de conotoxins, intră în organism. Noile informații pot ajuta la dezvoltarea terapiilor pentru eradicarea cancerelor gastrice, mamare și pulmonare, precum și la controlul tuberculozei, deoarece toate aceste boli declanșează supraproducția unor celule., În loc să folosească toxina ca Leac real, lucrarea ar oferi o foaie de parcurs pentru o mai bună înțelegere (și poate controlarea) creșterii celulelor nedorite.pentru un alt studiu publicat recent în Journal of Proteomics, Marí și echipa sa au lucrat la izolarea și caracterizarea unei enzime din veninul melcului con numit Conohyal-P1. Au folosit un spectrometru de masă de înaltă rezoluție, unul dintre cele mai puternice instrumente disponibile pentru identificarea și numărarea proteinelor dintr-o probă. O enzimă similară se găsește atât în lionfish, cât și în veninurile de albine., În mod surprinzător, se găsește și în multe tipuri de spermă de mamifere, unde ajută la slăbirea pereților celulari ai ovarelor și facilitează intrarea spermei și reproducerea cu succes.
„știam că această enzimă a fost capabilă să descompună țesutul extracelular”, spune Marí, referindu-se la membranele cele mai exterioare ale celulelor. „Acum am fost în măsură să evalueze cu atenție activitatea enzimei pentru oricine de a utiliza în activitatea viitoare. În plus, am identificat un nou subtip care nu fusese cunoscut înainte.,într-o a treia lucrare, publicată recent în revista Neuropharmacology, Marí și echipa sa au evaluat toxinele din veninul melcului con, testându-le pe sistemele nervoase centrale ale muștelor de fructe. Deși zbura de fructe este foarte diferită de oameni în multe feluri, sistemul său nervos central poate oferi un model excelent pentru o mare varietate de studii medicale, deoarece structura de bază a celulelor din creierul zbura de fructe este similară cu structura celulelor din creierul uman. Deci, dacă o celulă a creierului cu muște de fructe reacționează într-un fel, oamenii de știință știu că și o celulă umană va reacționa.,echipa lui Marí a dorit în mod special să știe cum conotoxinele interacționează cu o varietate de ținte moleculare din sistemul nervos al pradă lor. Purple cone melc venin conține un număr mare de aceste blocuri de proteine, mai mult de 2.000 dintre ele.”veninul este incredibil de complex”, spune Marí. „Am vrut să răspundem la întrebarea: ce părți ar putea fi folosite ca medicament?în acest caz, au descoperit că răspunsul muștelor la injecțiile de venin de melc conic a avut loc în primul rând în receptorii care guvernează mișcarea musculară și dependența., Astfel de detalii ar putea fi utile în dezvoltarea de noi medicamente pentru boala Parkinson, care adesea ravagiază sistemul musculo-scheletic, afectând capacitatea pacientului de a controla mișcările de bază ale corpului. De asemenea, ar putea ajuta la dezvoltarea unor tratamente eficiente pentru dependența de nicotină.
„modelul de pe o coajă de melc con este foarte frumos”, spune Marí. „Dar cred că biologia și biochimia sunt și mai frumoase și, pe măsură ce explorăm toate aspectele diferite ale veninului, putem deschide tot felul de noi oportunități pentru uz medical. Suntem în sfârșit capabili să spargem codul.”