Știință în loc să omoare

Toxinele găsite în floră și faună sunt instrumente importante în cercetarea și tratamentul bolilor umane. La ce bun este toxina specială a șarpelui de corali și a păianjenilor de păsări?

Șarpe de corali

Prin 12 ani de cercetare, o echipă internațională de oameni de știință a descoperit secretul veninului mortal al unei specii de șarpe din America Centrală, șarpele de corali din Costa Rica. Otrava este prima toxină animală cunoscută care afectează funcția receptorilor GABA, în plus, legarea sa este de cel puțin o sută de ori mai puternică decât toți modificatorii cunoscuți ai receptorilor GABA (A). Potrivit unui studiu din Proceedings of the National Academy of Sciences, efectul toxinei se datorează faptului că nu se mai desprinde de receptor și neuronii care conțin receptorii rămân apoi activi continuu (Jean-Pierre Rosso și colab., MmTX1 și MmTX2 din veninul de șarpe de corali modulează puternic activitatea receptorilor GABAA). Moartea victimei status epilepticus, i cauzată de o criză epileptică.

Cercetătorii au explorat, de asemenea, structura chimică a toxinei, o proteină dublă numită micrurotoxină1 și micrurotoxină2, numită după numele latin al șarpelui de corali, Micrurus mipartitus.

Așa cum spune Frank Bosmans, unul dintre autorii studiului, majoritatea otrăvurilor cu șarpe acționează asupra receptorilor de acetilcolină de pe suprafața celulelor nervoase, iar spasmul muscular rezultat, care amintește și de epilepsie, paralizează victima. Cu toate acestea, atunci când cercetătorii au testat MmTX1 și MmTX2 la receptorii acetilcolinei, nu s-a întâmplat nimic, chiar dacă MmTX-urile provoacă epilepsie în același mod ca toxinele la receptorii acetilcolinei.

Cercetătorii au marcat apoi proteinele pentru a se lega de receptorii GABA (A) din neuronii creierului și măduvei spinării (GABA este principalul neurotransmițător inhibitor din sistemul nervos central), lăsând receptorul deschis, cu ioni de clor care curg continuu. celula nervoasă nu este în stare să-și restabilească starea de repaus. Proteinele MmTX se leagă de receptori mult mai puternic decât orice substanță cunoscută, de o sută de ori mai puternică decât picrotoxina (PTX), un prototip al inhibitorilor GABA (A). (picrotoxina este o otravă amară și include Anamirta Cocculus, originar din Asia de Sud-Est). târâtorul produce).

Agenți anti-anxietate, de ex. diazepamul și alprazolamul sau alcoolul se leagă de receptorul GABA (A), dar datorită efectului lor agonist (mecanism de acțiune mai precis: modulatori alosterici pozitivi ai receptorului GABA (A) la doze mici și mari) nu provoacă convulsii, ci relaxare, supradozaj (anestezie, anestezie sau sinucidere) PTX este utilizat ca antidot.

Motivul legării puternice a fost, de asemenea, elucidat de cercetători: proteinele MmTX se leagă de un site specific de pe receptorul GABA (A) și își modifică forma. Cercetătorii speră că studiul suplimentar al legării receptorilor de proteinele MmTX poate ajuta boli cauzate de defecte ale receptorilor - epilepsie, schizofrenie, durere cronică - Proteinele MmTX pot fi dezvoltate într-un instrument pentru a înțelege mai bine medicamentele antiepileptice pot fi testate, și diferit prin modificarea lor, Se pot dezvolta agenți care modulează receptorii GABA (A) Care.

Păianjeni de păsări

Cu ajutorul veninului de tarantulă, cercetătorii americani studiază activitatea celulelor nervoase, cardiace și ale mușchilor scheletici. O moleculă fluorescentă este atașată la toxină, guangxitoxina-1E, astfel încât una dintre canal de potasiu cu tensiune (Kv2.1) otravă de legare se aprinde când canalul este oprit. Când canalul este activat, otravă se detașează și fluorescența se oprește.

Jon Sack, unul dintre autorii unui studiu din Proceedings of the National Academy of Sciences (toxinele chimioselective ale tarantulei raportează activarea tensiunii canalelor ionice de tip sălbatic din celulele vii), explică: acesta este primul caz în care suntem capabili să vizualizăm transmiterea semnalului electric fără modificări genetice. Folosind instrumentul de vizualizare pot fi studiate disfuncții ale canalului ionic care duc la epilepsie, boli musculare și aritmie. După cum spun cercetătorii, activitatea electrică a celulelor poate fi măsurată cu acuratețe prin alte metode, dar din moment ce există mai mult de 40 de tipuri de canale de potasiu, este important să știm ce tip de canal se aprinde sau se oprește de fiecare dată, deoarece acest lucru va permite identificarea canalelor ionice pe care le poate folosi ca țintă de medicament în legătură cu o boală.

Deși astăzi sunt deja cunoscute zeci de channelopathies, cercetătorii descoperă tot mai multe boli care sunt cauzate de anomalii ale canalelor ionice. Sacul și colegii de muncă vor să investigheze în continuare veninul altor păianjeni în speranța de a găsi alții care se leagă de alte canale de potasiu.