سمی ترین حلزون دریایی

زیست‌شیمی‌دان بالدومرو الیورا زمانی که در فیلیپین بزرگ می‌شد حلزون‌های دریایی را جمع‌آوری می‌کرد حلزون‌های دریایی گرمسیری کوچکی که به ماهی‌ها می‌چسبند و آنها را فلج می‌کنند. سال‌ها بعد او تصمیم گرفت که اجزای شیمیایی سموم حلزون را که در موارد بسیار نادر منجر به مرگ انسان می‌شود را بررسی کند. (سیارک)


در اواخر دهه 1970، دانشجویان الیورا در دانشگاه یوتا، کریگ کلارک و مایکل مک‌اینتاش تلاش کردن که سم حلزون مخروطی را به طور مستقیم به مغز موش‌ها تزریق کنند و متوجه شدند که ترکیبات مختلف سم باعث تغییر رفتار حیوانات می‌شود. برخی از آنها به خواب می‌رفتند، برخی جست و خیز می‌کردند و یا حتی دچار خارش می‌شدند.
با تحقیقات بیشتر مشخص شد که اجزای خاصی از سم حلزون مخروطی به نام کونوتوکسین، کانال‌های کلسیم را هدف قرار می‌دهند که مانند کانال‌های سدیم مسئول رسیدگی به ارتباط بین نورون‌های سنجش درد و مغز هستند. مطالعه حلزون‌های رنگارنگ برای اولین بار نشان داد که این کانال‌های کلسیم می‌توانند یک هدف قوی برای تسکین درد باشند. در سال 2004، شرکت‌های دارویی Neurex و ELAN یک جایگزین برای مورفین به نام پریالت، یا زیکنوتید معرفی کردند که از این سم در آنها استفاده شده بود. نقطه ضعف: این دارو داراث اثرات جانبی محدود کننده دوز است و فقط می‌توان از طریق تزریق در نخاع آن را به کار برد که باعث می‌شود نسبت مسکن‌های جریان اصلی کمتر عملی باشد.
اولیورا هنوز در حال بررسی ترکیب شیمیایی موجود در کونوتوکسین‌ها است. چه چیزی باعث می‌شود که سم حلزون مخروطی به شکل منحصر به فردی برای ساخت داروهای بالقوه که ماهیتی بر مبنای سم حلزون دارند مفید باشد؟
برای به دام انداختن شکار، شکارچیان از روش‌های مکانیکی یا شیمیایی استفاده می‌کنند. به عنوان مثال یک مار دارای زهر است، اما می‌تواند از سرعت و فک خود برای گرفتن طعمه استفاده کند. حلزون‌های مخروطی موجودات کوچکی هستند که سلاح‌ دیگری علاوه بر زهر برای کشتن ندارند. به گفتۀ الیورا " آنها کاملا به داشتن یک استراتژی شیمیایی قوی وابسته هستند".
در یادداشت‌های شیمی‌دان معروف دیوید کریک آمده است که حلزون‌های مخروطی یک سم تکامل یافته مخصوص دارند. پپتیدهای زهر آنها طیف گسترده‌ای از اهداف دارند، از جمله کانال‌های سدیم، کانال کلسیم و گیرنده‌های دیگر.
"طبیعت یک منبع مولد و فوق‌العاده از داروها بوده است"
چالش استفاده از پپتیدها به عنوان داروه این است که آنها به شکل قرص دوام ندارند زیرا سیستم گوارشی ما آنها را تجزیه می‌کند. به همین دلیل است که چرا باید زیکونوتید به طور مستقیم به ستون فقرات تزریق شود. اما کریک که یکی از محققان دانشگاه کوئینزلند است، در حال تولید داروهایی بر مبنای توکسین‌های حلزون مخروطی است که می‌تواند به صورت خوراکی مصرف شود. او در حال مطالعه یک نوع از پپتید گیاهی با ساختار حلقه‌ای از اسیدهای آمینه است. شکل حلقه‌ای باعث می‌شود که پپتید پایدارتر باشد و احتمالا مدت بیشتری در دستگاه گوارش زنده بماند. (سیارک)
ایده کریک این است که این نوع ساختار اسید آمینه را با کونوتوکسین ترکیب کند، و یک شکل دارویی کاربر پسندتر شاید به شکل قرص، طراحی کند. نوع مولکول کونوتوکسین که او در حال مطالعه بر روی آن است متصل به گیرنده‌ای به نام GABA B است، که مهارکننده انتقال تکانه‌های عصبی است. از آنجا که GABA B در یک کلاس متفاوت از گیرنده‌های مخدر قرار دارد، عوارض جانبی بالقوه چنین داروهایی محدود خواهد بود.
به گفتۀ کریک، کونوتوکسین در سیستم عصبی مرکزی که نگرانی‌های اصلی در مورد عوارض جانبی جدی وجود دارد عمل نمی‌کند. در عوض در سیستم عصبی محیطی عمل می‌کند که در خارج از مغز و نخاع قرار دارد. کریک که این داروی جدید را بر روی حیوانات امتحان کرده است امیدوار است که در عرض دو سال آینده آزمایشات بر روی انسان نیز آغاز شود، او معتقد است که "این یک مکانیزم کاملا متفاوت است".
زیر دریا
زیست‌شیمی‌دان جورج میلجانیچ یکی از سازندگان پریالت، مسکن مبتنی بر توکسین حلزون مخروطی در حال حاضر به دنبال یک مسدود کنندۀ کانال سدیم از یک منبع تعجب‌آورتر است: ساکسیتوکسین، ساخته شده توسط باکتری‌های موجود در جلبک‌های دریایی که می‌تواند منجر به جریان‌های قرمز سمی شود.
شکوفه‌های جلبک قرمز ناشی از غلظت بالای پلانکتون‌های میکروسکوپی هستند. ترکیباتی مانند ساکسیتوکسین باعث مسمویت سخت‌پوستان فلج‌کننده در انسان می‌شود، اما او معتقد است که این توکسین‌ها همچنین شش کانال از 9 کانال سدیمی را مسدود می‌کنند. به گفتۀ وی "چالش ما بر پایه آنچه که طبیعت به ما داده است، این است که قابلیت انتخابی را از 6 کانال به یک کانال کاهش دهیم، NAV 1.7".  (سیارک)
بر خلاف پپتیدهای استخراج شده از سم عنکبوت یا هزارپا، ساکسیتوکسین یک مولکول کوچک است که به این معنی است که هر نوع دارو بر مبنای آن می‌تواند به شکل قرص باشد.
میلجانیچ معتقد است که یک گزینه مناسب برای مخدرها که می‌تواند در برابر همه نوع درد مفید باشد طی سه تا چهار سال آینده معرفی خواهند شد، که به احتمال زیاد نوعی مسدود کنندل کانال سدیم 1.7 خواهند بود. اما توسعه مسکن‌های جدید یک چالش واقعی است. به گفتۀ وی پریالت مسلما تنها مسکن غیر مخدر جدید است که در طی 20 سال گذشته توسط FDA به تصویب رسیده است.
پیدا کردن جایگزین برای مخدرها چالش‌برانگیز است زیرا ساختن مسکن‌های بدون عوارض جانبی دشوار است. به عنوان مثال توکسین‌های پوست قورباغه درختی سمی حدود 20 سال پیش به عنوان یک مسکن بالقوه مورد توجه قرار گرفتند که گیرند‌ه‌های نیکوتین را هدف قرار می‌دهند. اما دوز موثر آنها شامل عوارض جانبی سمی است.
محققان در تلاش بر روی مسکن‌های مبتنی بر سم حیوانات بسیار مصمم هستند. به گفتۀ میلجانیچ "مادر طبیعت یک منبع مولد و فوق‌العاده برای داروها بوده است".
اولیورا که با میلجانیچ در تحقیق بر روی کونوتوکسین‌ها همکاری کرده است معتقد است که حتی اگر اجزای مهندسی‌شده زهر خودشان تبدیل به دارو نشوند، می‌توانند در اشاره به اهداف بالقوه جدید مفید باشند.
چه چیزی باعث می‌شود که اولیورا به بلند مدت خوش‌بین باشد که زهر حیوانات یک ابزاری برای درک آنچه که در زمان احساس درد شدید رخ می‌دهد فراهم سازد؟ او می‌گوید: " درک عمومی از آنچه که باعث درد می‌شود در وهله اول کلید اصلی برای درک راه‌های جلوگیری از آن است".

زهرهای مرگبار مخلوقات ممکن است الهام‌بخش نسل بعدی مُسَکن‌ها باشند

این پست را چگونه می‌بینید؟ برای شما مفید بود؟ لطفا با نوشتن کامنت در زیر ما را مطلع کنید.  (سیارک)  

مترجم  itrans.ir

- نظرات

برای ارسال نظر، لطفا وارد حساب خود شوید یا ثبت نام نمایید.