Sloučeniny jedu Štíra mohou zabíjet nebezpečné bakterie
Vědcům se podařilo syntetizovat dvě sloučeniny jedu škorpiónů, které jsou účinné proti některým kmenům vysoce infekčních bakterií. Vědci nás ujišťují, že je nepravděpodobné, že by tyto sloučeniny poškodily člověka.
Obrazový kredit: Edson N. Carcamo-Noriega
Tisíce druhů zvířat po celém světě jsou jedovaté, od pavouků po vosy, ryby, hady a žáby.
Jed některých zvířat je dostatečně silný, aby vyvolal mírné podráždění a odradil potenciální predátory, zatímco jed jiných zvířat, jako je drobná chobotnice s modrým prstencem, mohl snadno zabít dospělého člověka během několika minut.
Vědci však tvrdí, že odpověď na infekci a nemoci může mít i mnoho smrtelných zvířecích jedů.
Například jed z Tropidolaemus wagleri, druh zmije pocházející z jihovýchodní Asie, by mohl zlepšit léčbu krevních sraženin a klíčová součást jedu pavoučího nálevky by mohla pomoci zabránit poškození mozku po mrtvici.
Vědci ze Stanfordovy univerzity v Kalifornii a Národní autonomní univerzity v Mexiku v Mexico City nedávno učinili další slibný objev: dvě sloučeniny z jedu štíra pocházejícího z východního Mexika, Diplocentrus melici, může bojovat proti obtížným bakteriím, aniž by došlo k poškození zdravé tkáně.
Tým provedl svůj výzkum na myších i ve vzorcích tkání, aby otestoval účinnost a bezpečnost sloučenin. Zjištění studie se nyní objevují v PNAS.
Objev 2 nových sloučenin
Richard Zare ze Stanfordu, profesor Lourival Possani z Národní autonomní univerzity v Mexiku a jejich týmy učinili zajímavý objev po zachycení několika exemplářů D. melici od studentů výzkumu prof. Possani v Mexiku.
Výzkum profesora Possaniho se točil kolem objevování nových léčebných postupů založených na jedu štíra. Prof. Zare se specializuje na detekci chemických reakcí na molekulární úrovni.
Dva starší vědci a jejich týmy spolupracovali při identifikaci klíčových sloučenin, které vznikly D. melici jed důležitý farmakologický olovo. Celý proces byl velmi pracný a dokonce i nalezení štírů bylo v první řadě obtížné.
"Sběr tohoto druhu štíra je obtížný, protože v zimním a suchém období je štír pohřben." Najdeme ho pouze v období dešťů, “vysvětluje profesor Possani.
Aby vědci „podojili“ jejich jed, museli použít mírné elektrické podněty na ocasy pavouků. Po tomto postupu tým viděl, že jed zhnědne, jakmile je vystaven vzduchu.
Po provedení několika citlivých testů vědci usoudili, že za tuto změnu jsou zodpovědné dvě chemické sloučeniny 1,4-benzochinonu - které dokázaly syntetizovat z malého množství jedu štíra. Každá z těchto sloučenin se při kontaktu se vzduchem změnila v jinou barvu, jednu červenou a druhou modrou.
"Měli jsme jen 0,5 mikrolitru jedu, se kterým jsme mohli pracovat." To je 10krát méně než množství krve, které komár nasaje v jedné porci, “poznamenává profesor Zare.
Vědci vysvětlují, že benzochinony mají antimikrobiální vlastnosti a dvě sloučeniny, které tým identifikoval, byly dříve neznámé. Liší se jen nepatrně jeden od druhého.
"Obě sloučeniny jsou strukturně příbuzné, ale zatímco červená má na jedné ze svých větví atom kyslíku, modrá má atom síry," vysvětluje Shibdas Banerjee, Ph.D., jeden z autorů studie odpovědných za objasnění struktura nově objevených chemikálií.
Bodnutí v ocasu ... proti bakteriím
Vzhledem k tomu, že benzochinony mohou ničit bakteriální kmeny, poslali vědci v laboratoři prof. Zare vzorky dvou nově objevených sloučenin Dr. Rogelio Hernández-Pando a jeho kolegům z Národního ústavu zdravotnických věd a výživy Salvadora Zubirána v Mexico City , pro další testování.
Tým v Salvadoru Zubirán zjistil, že červený 1,4-benzochinon účinně zničil Staphylococcus aureus, který je vysoce infekční, zatímco modrý 1,4-benzochinon byl schopen zabít různé kmeny Mycobacterium tuberculosis, kteří jsou zodpovědní za tuberkulózu.
To zahrnovalo M. tuberculosis kmeny, u kterých se vyvinula rezistence na více antibiotik. Jedna otázka však stále zůstávala.
„Zjistili jsme, že tyto sloučeniny zabíjejí bakterie, ale pak se zněla otázka:„ Zabije to i vás? “Poznamenává profesor Zare.
"A odpověď je ne: skupina Hernández-Panda ukázala, že modrá sloučenina zabíjí bakterie tuberkulózy, ale ponechává podšívku plic u myší neporušenou."
Richard Zare
Další tajemství k odhalení
Skutečnost, že dvě nově identifikované sloučeniny jsou vysoce účinné proti smrtícím bakteriím a zdánlivě bezpečné při podávání, z nich činí ideální kandidáty na nové léky a terapie. Profesor Possani přesto poznamenává, že tato nová výzkumná cesta by nikdy nebyla možná, nebýt prof. Zare a jeho týmu.
Je to díky tomu, že se profesor Zare a jeho kolegové naučili syntetizovat dva benzochinony z jedu D. melici že vědci nyní budou moci hledat způsoby, jak tyto sloučeniny použít k léčebným účelům.
"Množství složek jedu, které můžeme ze zvířat získat, je extrémně nízké." Syntéza sloučenin byla rozhodující pro úspěch této práce, “vysvětluje profesor Possani.
"Podle objemu je jed škorpióna jedním z nejcennějších materiálů na světě." Jeho výroba by stála 39 milionů dolarů, “poznamenává profesor Zare.
"Pokud jste při jeho výrobě záviseli pouze na škorpionech, nikdo si to nemohl dovolit, takže je důležité zjistit, jaké jsou důležité složky, a být schopen je syntetizovat," zdůrazňuje.
V budoucnu plánují vědci pokračovat ve spolupráci při hledání způsobu použití D. melici navždy. Profesora Zareho a Prof. Possaniho současně zajímá, proč jsou tyto dvě netoxické chemikálie přítomny v jedu štíra, a chtěli by tuto záhadu odhalit.
"Tyto sloučeniny nemusí být jedovatou složkou jedu." Nemáme ponětí, proč štír tyto sloučeniny vyrábí. Tajemství je více, “říká profesor Zare.
