3 жутких насекомых, которые могут революционизировать здоровье
Многих из нас пугают или отталкивают «мини-чудовища», такие как насекомые и пауки. Мы часто рассматриваем таких существ как вредителей, но в этих крошечных существах может храниться секрет улучшения здоровья и лечения. В этой статье мы объясняем, как три «жутких ползания» могут произвести революцию в исследованиях в области здравоохранения.
У людей всегда были отношения любви-ненависти с животными, которые в равной степени очаровывают и отталкивают нас.
Одно исследование, опубликованное в 2017 году и охваченное Медицинские новости сегодня обнаружили, что страх людей перед жуткими ползками может быть «отпечатан» в нашем мозгу, и что мы можем испытывать недоверие к таким существам, как пауки, даже в младенчестве.
Тем не менее, насекомые, паукообразные и другие твари также очаровывают людей - возможно, потому, что они так сильно отличаются от нас. В конце концов, бабочки могут ощущать вкус ногами, пауки могут «слышать» сквозь волоски на ногах, а разрезанный пополам червь может регенерировать «хвост» своего тела.
Писатели и другие художники на протяжении сотен лет вглядывались в мир насекомых, трепеща перед тем, что они там находили.
Поэт и художник 18-го века Уильям Блейк был настолько увлечен крошечными существами, что однажды якобы подумал, что видел во сне призрак блохи, которую затем начал рисовать.
С другой стороны, писатель рубежа веков Франц Кафка, написав рассказ «Метаморфоза», как известно, основывался на отвращении, которое испытывают многие люди, сталкиваясь с ошибками в своих любимых домах.
В этой сказке главный герой Грегор Замза однажды утром просыпается, не чувствуя себя собой. Он стал «ungeheures Ungeziefer», что примерно в переводе с немецкого означает «страшный вредитель» - насекомое, поднимающее волосы.
Но недавние исследования показывают, что существа интересны и заслуживают изучения не только из-за их «потусторонности» или из-за их отношений с людьми и другими видами.
Этим мини-монстрам действительно есть чему поучиться и чему предложить в контексте клинических исследований. В этом разделе «В центре внимания» мы рассмотрим, как три жутких ползания могут изменить облик здоровья и медицинской терапии.
1. Пауки могут создавать новые методы лечения
Синдром раздраженного кишечника (СРК) относится к сосуществующей группе желудочно-кишечных симптомов, включая диарею и боль в животе, которые могут серьезно повлиять на качество жизни человека. Согласно данным, опубликованным в 2014 году, около 11% населения мира живет с СРК.
В 2016 году исследователи из Университета Аделаиды в Австралии, Университета Джона Хопкинса в Балтиморе, штат Мэриленд, и других сотрудничающих учреждений обнаружили новую потенциальную цель для лечения боли, связанной с СРК, - в яде пауков.
В частности, команда обнаружила, что токсины, вырабатываемые видами птицеедов, Гетероскодра пятнистая, смогли активировать белок (ионный канал) NaV1.1, который присутствует в кишечных нервах, которые посылают болевые сигналы.
Исследователи полагали, что это открытие может привести к более целенаправленным методам лечения боли при СРК. И действительно, в 2018 году члены первоначальной команды опубликовали новое исследование, в котором сообщалось, что они нашли способ блокировать сигнал боли в мышиных моделях СРК.
Также в 2018 году исследователи из Университета Квинсленда и Института неврологии и психического здоровья Флори (оба в Австралии) сосредоточили внимание на терапевтических свойствах пептида, присутствующего в яде пауков: Hm1a.
Команда, возглавляемая профессором Гленном Кингом из Университета Квинсленда, смогла использовать Hm1a для выборочной активации NaV1.1 на мышиных моделях синдрома Драве, тяжелой формы эпилепсии. Таким образом, исследователи смогли устранить судороги у мышей, которых лечили молекулой паучьего яда.
«Пауки убивают свою добычу с помощью ядовитых соединений, поражающих нервную систему», - отмечает соавтор исследования профессор Стивен Петру.
«Миллионы лет эволюции позволили усовершенствовать яд пауков, чтобы целенаправленно воздействовать на определенные ионные каналы, не вызывая побочных эффектов на других, и препараты, полученные из ядов пауков, сохраняют эту точность», - продолжает профессор Петру, утверждая, что текущие результаты его команды могут привести к большему количеству эффективные методы лечения судорог при синдроме Драве.
Секреты и потенциал паучьего шелка
Но яд паука - не единственная цель биомедицинских исследований. «Паутинный шелк - самый прочный биологический материал», - говорит Джессика Гарб, доцент кафедры биологических наук Массачусетского университета в Лоуэлле.
«Они прочнее стали, но при этом весят намного меньше, а некоторые паучьи шелка можно растянуть в три раза больше своей длины, не ломаясь», - продолжает она. По этим причинам Гарбс и его коллеги изучали этот невероятно тонкий и эластичный материал, стремясь выяснить, что придает паучий шелк его прочности и универсальности.
В 2018 году Гарб и его коллеги получили грант Национального научного фонда в размере 335 тысяч долларов на исследования паучьего шелка. Раскрывая его секрет, исследователи надеются, что они смогут придумать формулу для биоматериалов следующего поколения.
«Например, эти материалы могут быть использованы для улучшения шлемов и бронежилетов или другого защитного снаряжения, медицинских устройств, таких как протезы, бинты и швы, даже спортивного снаряжения».
Джессика Гарб
2. Тараканы: от вредителя к зелью.
Оскорбленный таракан также обладает большим потенциалом, когда дело доходит до медицинских исследований. Отчеты за прошлый год показывают, что в Китае есть тараканьи фермы, на которых предприниматели позволяют тараканам свободно размножаться в тщательно продезинфицированной среде.
Однако ферма решает судьбу этих бедных тварей. Когда они достигают зрелости, «фермеры-тараканы» измельчают их в пасту, которая, как предполагается, помогает лечить желудочно-кишечные проблемы.
Эта практика уходит корнями в древние китайские традиции, согласно которым тараканы могут иметь терапевтическое применение. Но так ли это?
Согласно предварительным исследованиям, проведенным в 2010 году исследователями из Ноттингемского университета в Соединенном Королевстве, мозг тараканов и саранчи содержит не менее девяти молекул, которые могут убивать сильнодействующие, устойчивые к антибиотикам бактерии. Исследователи протестировали американского таракана, а также двух разных видов саранчи.
«Мы надеемся, что эти молекулы в конечном итоге могут быть использованы для лечения кишечная палочка и MRSA [устойчивый к метициллину Золотистый стафилококк] инфекции, которые становятся все более устойчивыми к современным лекарствам », - отмечает Саймон Ли, один из исследователей, участвовавших в этом исследовании.
«Эти новые антибиотики потенциально могут стать альтернативой доступным в настоящее время лекарствам, которые могут быть эффективными, но иметь серьезные и нежелательные побочные эффекты», - утверждает Ли.
Чему нас могут научить тараканьи-мамы
Согласно исследованию, опубликованному в исследовании, тараканы также могут быть нашим следующим отличным источником белка. Журнал Международного союза кристаллографии в 2016 году. Один вид тараканов, Diploptera punctata (тихоокеанский жук-таракан),фактически производит форму молока, чтобы прокормить своих живых детенышей.
Исследователи обнаружили, что это молоко образует белковые кристаллы в кишечнике молодых людей. Эти кристаллы содержат большое количество белка, настолько высокое, что соавтор исследования Субраманиан Рамасвами назвал их «полноценной пищей».
Хотя исследователь предположил, что молоко тараканов могло бы стать частью арены новинок протеиновых напитков, он также признал, что процесс будет сложным. Поскольку доить насекомых невозможно, исследователям придется найти способ производить молоко искусственно.
D. punctata По мнению Эмили Дженнингс и ее коллег из Университета Цинциннати, штат Огайо, может также стать новой моделью предпочтения на животных для некоторых аспектов клинических исследований.
Дженнингс изучила генетические маркеры беременной женщины D. punctata чтобы понять, что происходит на разных стадиях беременности насекомого.
Исследователь надеется, что новая модель может найти более широкое применение, а тараканы могут стать более дешевыми животными, с которыми легче работать, чем с млекопитающими, такими как мыши.
«У нас есть более 1000 тараканов на довольно маленьком пространстве, огромная популяция по сравнению с тем, что можно содержать с мышами. Режим кормления тараканов - это стоимость большого пакета собачьего корма, которого хватит на годы », - отмечает Дженнингс.
3. Все разговоры о яде осы.
Многие из нас напуганы осами, в основном из-за их, казалось бы, случайного агрессивного поведения, а также из-за того, что их укус может вызывать аллергические реакции, которые могут варьироваться от легкого отека до полномасштабной анафилаксии.
Но в их язве есть и лечебный потенциал - по крайней мере, согласно ряду клинических исследований, проведенных за последние несколько лет. Например, одно исследование, опубликованное в журнале Токсины в 2015 году были идентифицированы три пептида, присутствующие в ядах пчел и ос, которые, как утверждают авторы, имеют применение в биомедицине.
Один из этих пептидов, мастопаран, присутствует в яде шершней, бумажных и социальных ос. Он обладает противомикробными и противовирусными свойствами, а также имеет терапевтический потенциал.
«Мастопаран сам по себе или в сочетании с другими антибиотиками может быть многообещающей альтернативой для борьбы с бактериями, устойчивыми к множественным антибиотикам, в клинической практике», - пишут авторы исследования.
Однако исследователи также предупреждают, что этот пептид может быть токсичным для здоровых тканей, одинаково нападая на бактерии и окружающие клетки. «Таким образом, требуется разработка новых стратегий для снижения токсических побочных эффектов мастопарана, тем самым повышая возможность его клинического применения», - отмечают авторы исследования.
Другое исследование, также проведенное в 2015 году, показало, что Polybia-MP1 - мастопаран, присутствующий в яде социальной осы. Полибия паулиста - был способен подавлять пролиферацию клеток рака мочевого пузыря и простаты, а также клеток лейкемии, устойчивых к лекарствам.
Пептид делает это, проделывая дыры в мембранах раковых клеток, заставляя их «просачиваться» своим молекулярным содержимым.
Что еще более удивительно, исследование Калифорнийского университета в Риверсайде, опубликованное в прошлом году в Биохимия - идентифицировали новый класс пептидов осиного яда - ампулексины, производимые Ампулекс компресса (изумрудная оса), которая может открыть новый путь лечения болезни Паркинсона.
Изумрудная оса из драгоценных камней печально известна - она кусает тараканов, сначала чтобы парализовать их, а затем «контролировать» их мозг, так что тараканы становятся вялыми, и ими легко манипулировать.
В конечном итоге это позволяет осам вставлять яйца в тела тараканов, чтобы, когда они вылупятся, личинки осы могли использовать это в качестве своего первого источника пищи.
Каким бы ужасным ни был этот процесс, он дал Калифорнийскому университету важное преимущество - неподвижное состояние ужаленных тараканов похоже на некоторые симптомы болезни Паркинсона.
Поскольку ампулексины, по-видимому, вызывают неподвижность, исследователи стремятся изучить их в надежде, что они позволят им найти новую клеточную мишень для лечения болезни Паркинсона.
Эта функция Spotlight, возможно, не сильно повлияла на ваше недоверие к крошечным существам. Однако, прочитав его, может быть, в следующий раз, когда вы захотите убежать при виде осы или бросить туфлю в паука, вы снова подумаете и подумаете, что бедное маленькое чудище может когда-нибудь проложить путь к следующему великому медицинскому открытие.
