زهرهای مرگبار مخلوقات ممکن است الهام‌بخش نسل بعدی مُسَکن‌ها باشند

زهرهای کشنده مفید هستند
زیست‌شیمی‌دان معروف گلن کینگ روز خود را صرف نزدیک شدن و بررسی موجوداتی می‌کند که باعث می‌شوند ما از ترس به خود بلرزیم: عنکبوت‌ها، هزارپاها و عقرب‌ها. او زهرهای اغلب مرگبار آنها را جمع‌آوری می‌کند تا یک مسکن مناسب پیدا کند.


کینگ یکی از محققان دانشگاه کوئیزلند در استرالیا است که به مطالعه نوروتوکسین‌ها می‌پردازد که به این موجودات امکان فلج کردن و کشتن طعمه خود را می‌دهد. توکسین‌ها (سموم) باعث غیرفعال شدن یک کانال در غشای انواع مختلف سلول‌های عصبی می‌شوند. در انسان همان مکانیزم که باعث شکار طعمه می‌شود را می‌توان اصلاح کرد تا سیگنال‌های درد متوقف شوند. کینگ چنین توضیح می‌دهد که این کانال اولین گام در فرآیند تقویت سیگنال‌های درد از نخاع تا مغز است. اگر محققان بتوانند از سموم برای توسعه یک دارو استفاده کنند که این کانال را مسدود کند، می‌توانیم به افرادی که مبتلا به درد مزمن هستند کمک کنیم یا احتمالا وابستگی به مسکن‌های مبتنی بر مواد مخدر مانند اکسی‌کدون و یا هیدروکودون را از بین ببریم.
مخدرها با اتصال به گیرنده‌های مواد مخدر در مغز باعث کاهش درد می‌شوند (همانند خشخاش تریاک). هزاران سال است که از آنها در اشکال مختلف استفاده می‌شود، هم به عنوان مواد مخدر تفریحی و هم به عنوان مسکن، مانند مورفین یا کدئین. در کنار کاهش درد مخدرها شادی و سرخوشی نیز به همراه دارند که البته ریسک اعتیاد به مواد مخدر و تحمل دارویی را نیز بدنبال خواهند داشت.
اندرو کولودنی مدیر پزشکان مسئول تجویز مواد افیونی، یک گروه مدافع ملی معتقد است که " به این سادگی نیست که آنها واقعا اعتیادآور هستند که باعث می‌شود فرد تسکین درد مزمن را یک ایده بد بداند. همچنین این ایده بد است زیرا که زمانی که به طور مرتب از آنها استفاده کنید اثر خود را از دست می‌دهند.
از زمان تجدید حیات داروهای مبتنی بر مواد مخدر برای درمان درد در سال 1990، داروها تبدیل به منبع اصلی مصرف بیش از حد (اُوردوز) منجر به مرگ در ایالات متحده شده‌اند. بر اساس گزارش مرکز کنترل و پیشگیری از بیماری‌ها هفتاد و یک درصد از 22.767 مرگ و میر مربوط به مصرف بیش از حد دارو در سال 2013 مربوط به نسخه‌های مواد مخدر ضد درد بوده است.
سموم حیوانات می‌تواند برای دردهای مزمن مفید باشد بدون اینکه باعث اعتیاد یا خطا شود زیرا آنها بخش‌هایی از سیستم عصبی که خارج از مغز قرار دارد را هدف قرار می‌دهند. شاید بنظر عجیب می‌رسد که چیزی که کشنده یا فلج کننده است در نهایت باعث نجات جان افراد شود، اما دانشمندان با مطالعه سموم مختلف تولید شده توسط حیوانات در وهله اول به درک بهتری از نحوه عملکرد درد در بدن دست یافته‌اند. در حقیقت یکی از سرنخ‌های اولیه برای درک چگونگی ارسال سیگنال‌های درد به مغز از یک منبع غیر معمول بوده است: حلزون‌ها. اما ما داریم از خودمان جلو می‌زنیم. اجازه دهید ابتدا ببینیم چگونه احساس درد می کنیم.
تقویت کنندۀ درد
به گفته کینگ سیگنال درد در واقع روشی است که بدن انسان به انسان در مورد سلول‌های آسیب دیده هشدار می‌دهد. سلول‌ها به یک تهدید از طریق نشت یون کوچک سدیم از طریق یک منفذ در غشای سلولی به نام کانال سدیم تقویت سیگنال 1.7 یا NAV 1.7 واکنش نشان می‌‌دهند. در واقع، این کانال سدیم سیگنال درد را تقویت می‌کند به نحوی که توسط مغز "شنیده" شود.
محققان تاثیرات این کانال را یک دهه پیش تایید کردند زمانی که یک دکتر از انگلستان به پاکستان سفر کرده بود. این دکتر در مورد یک نمایش خیابانی شنیده بود که یک مرد جوان می‌تواند بدون احساس درد یک چاقو در بازوی خود فرو کند و بعدا در بیمارستان آن را بخیه کند. این دکتر که یک متخصص ژنتیک به نام جفری وودز است در نهایت کشف کرد که دو خانواده وجود دارند که در اثر جهش ژنتیکی کانال سدیم 1.7 آنها مسدود شده است. او به این نتیجه رسید که این جهش باعث می‌شود افراد احساس درد نداشته باشند. (سیارک)
تریاک که از خشخاش به دست می‌آید از هزاران سال پیش به عنوان یک منبع قوی اما اعتیاد‌آور برای تسکین درد مورد استفاده قرار می‌گیرد.
به غیر از کاهش حس بویایی این افراد با جهش از نظرات دیگر سالم هستند. وودز یافته‌های خود در سال 2006 در مجله Nature منتشر کرد، او معتقد است که این کشف می‌تواند "باعث تحریک جستجو برای مسکن‌هایی شود که به صورت انتخابی این کانال را هدف قرار می‌دهند".
و این دقیقا همان چیزی است که محققان و شرکت‌های دارویی برای انجام آن در حال رقابت هستند. آنها می‌خواهند چیزی پیدا کنند یک مولکول کوچک مهندسی، آنتی‌بادی یا در مورد کینگ یک پپتید ایزوله شده از زهر که عملکرد کانال سدیم 1.7 را مهار کند. اما نه کانال سدیم مشابه نیز وجود دارد که وظایف مختلفی در بدن به عهده دارند. به عنوان مثال کانال سدیم 1.5 کانال سدیم قلب است. اگر مسکن مسدود کننده کانال 1.7 کانال 1.5 را نیز مسدود کند آنگاه به گفتۀ کینگ بیمار در اثر ایست قلبی فوت می‌کند.
بیشتر داروهایی که امروزه در بازار موجود هستند داروهای مولکول کوچک هستند، ترکیبات آلی فعال با ساختار و وزنی که بتوانند هضم شده و به راحتی از طریق غشای سلولی عبور کنند. اکثر داروهای مولکول کوچک از طریق مسدود کردن منافذ کانال عمل می‌کنند، اما یک مشکل وجود دارد: منافذ هر نه کانال سدیم شکلی مشابه دارند.
کینگ معتقد است که پپتیدهای مبتنی بر زهر زنجیره‌های کوتاه اسیدهای آمینه از نظر انتخابی بودن بهتر از مولکول‌های کوچک هستند زیرا پپتیدهای زهر منافذ را هدف قرار نمی‌دهند؛ آنها سوئیچ یک کانال سدیم خاص را هدف قرار می‌دهند. زمانی که محققان در مورد انتخاب کانال صحبت می‌کنند به توانایی پپتیدها یا مولکول‌های کوچک برای خاموش کردن تنها یک کانال سدیم خاص اشاره می‌کنند.
کینگ معتقد است که "بدون کانال سدیم 1.7، سیگنال‌های درد تقویت نمی‌شوند و به آن سطحی نمی‌رسند که بتوانند به نخاع و مغز برسند"، بنابراین مغز هرگز از وجود آنها آگاه نمی‌شود.


عنکبوت‌ها، هزارپاها و عقرب‌ها
به گفتۀ کینگ، زهر هر موجود سمی نمی‌تواند باعث مسدود شدن کانال‌های سدیم شود. حیواناتی که در حال حاضر به ندرت بر آنها تمرکز کرده‌ایم آنهایی هستند که سموم نئوروتوکسین دارند.
زهر مارها و خزندگان معمولا برای این نوع تحقیقات استفاده نمی‌شود زیرا اکثریت آنها به شکل هموتوکسین عمل می‌کنند (که سلول‌های قرمز خون را از بین می‌برند) و بخش‌های از سیستم قلبی و عروقی را هدف قرار می‌دهند. کینگ می‌گوید: "شما به حیواناتی نیاز دارید که مولکول‌هایی می‌سازند که سیستم عصبی را تحت تاثیر قرار می‌دهد".
به همین منظور کینگ نمونه‌هایی از سم از سرتاسر جهان جمع‌آوری کرده است، که عمدتا شامل عنکبوت‌ها است. کینگ که 300 زهر مختلف عنکبوتیان را بررسی کرده است معتقد است که "عنکبوت‌ها تا اینجا ثابت کرده‌اند که بهترین هستند". هر چقدر تنوع سم‌های جمع‌آوری شده توسط وی بیشتر شود احتمال اینکه بتواند یک پپتید مفید و انتخابی پیدا کند بیشتر می‌شود.
استخراج زهر از عنکبوت‌های بزرگ آسان‌تر است، چرا که توکسین ترشح شده توسط عنکبوت‌های کوچک به میزان کافی نیست که محققان بتوانند آن را تجزیه و تحلیل و تست کنند.
دلیل دیگری که چرا او در وهله اول با عنکبوت‌ها کار می‌کند این است که عنکبوت‌ها علیرغم شهرت خود آنچنان برای انسان خطرناک نیستند. به گفتۀ کینگ "حتی بزرگتری رتیل مثلا به اندازه یک بشقاب شام نمی‌تواند شما را بکشد".
برای هدفی که کینگ دنبال می‌کند عنکبوت‌های بزرگتر یک مزیت دیگر نیز دارند: اندازه آنها باعث می‌شود که به دست آوردن زهر کافی برای آزمایش در مقایسه با گونه‌های کوچکتر بسیار راحت‌تر باشد.
هر چند عنکبوت‌ها انحصاری در پپتیدهای نوید بخش ندارند. از هزاران سال پیش چینی‌ها از خواص دارویی زهر عقرب برای دردهای مزمن و یک میزبان برای سایر بیماری‌ها استفاده کرده‌اند. تحقیقات اخیر نشان می‌دهد که زهر عقرب می‌تواند یک مسدود کنندۀ کانال سدیم قوی باشد. کینگ همچنین یک مسدود کنندۀ بالقوه کانال 1.7 در هزارپاها پیدا کرده است. در مقاله‌ای که اخیرا در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم منتشر شده است، کینگ دقیقا توضیح داده است که در نمونه‌های موش، یک پپتید از زهر هزارپای قرمز چینی بعنوان یک مسکن قوی‌تر از مورفین عمل کرده است بدون عوارض جانبی.
کینگ از آن هزارپا به اندازه کافی برای آزمایش بدست آورد، اما بدست آوردن میزان زهر کافی از سایر گونه‌های هزارپا یک چالش بزرگ است. به گفته کینگ "ما در حال تلاش برای درک چگونگی مهندسی پپتیدهای زهر به نحوی هستیم که بیشتر انتخابی باشند اما جمع‌آوری مقدار کافی از زهر برای انجام غربالگری بسیار دشوار است".

سمی ترین حلزون دریایی

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 باید وارد حساب کاربری شوید. ورود یا ثبت نام

بیشتر بخوانید