Scorpion giftforbindelser kan dræbe farlige bakterier
Forskere har formået at syntetisere to skorpion giftforbindelser, der er effektive mod nogle stammer af stærkt infektiøse bakterier. Det er heller ikke sandsynligt, at forbindelserne vil skade mennesker, forsikrer forskerne os.
Billedkredit: Edson N. Carcamo-Noriega
Tusinder af dyrearter over hele kloden er giftige, fra edderkopper til hveps, fisk, slanger og frøer.
Gift for nogle dyr er kun stærk nok til at producere mild irritation og modvirke potentielle rovdyr, mens gift fra andre dyr, såsom den lille blåringede blæksprutte, let kan dræbe et voksent menneske inden for få minutter.
Forskere hævder imidlertid, at mange dødbringende giftdyr også kan have svaret på infektion og sygdom.
For eksempel gift af Tropidolaemus wagleri, en hugorm, der er hjemmehørende i Sydøstasien, kunne forbedre behandlingen af blodpropper, og en nøglekomponent i tragten på et edderkoppespind kunne hjælpe med at forhindre hjerneskade efter et slagtilfælde.
Forskere fra Stanford University i Californien og National Autonomous University of Mexico i Mexico City har for nylig foretaget en anden lovende opdagelse: To forbindelser fra gift fra en skorpion, der er hjemmehørende i det østlige Mexico, Diplocentrus melici, kan bekæmpe vanskelige bakterier uden at skade sundt væv.
Holdet udførte deres forskning i mus såvel som i vævsprøver for at teste forbindelsernes effektivitet og sikkerhed. Undersøgelsens resultater vises nu i PNAS.
Opdagelsen af 2 nye forbindelser
Professor Richard Zare fra Stanford, professor Lourival Possani, fra National Autonomous University of Mexico, og deres hold gjorde den spændende opdagelse efter fangsten af et par eksemplarer af D. melici af professor Possanis forskningsstuderende i Mexico.
Prof. Possanis forskning har drejet sig om at opdage nye medicinske behandlinger baseret på skorpiongift. Prof. Zare har specialiseret sig i at detektere kemiske reaktioner på molekylært niveau.
De to seniorforskere og deres teams samarbejdede om at identificere de vigtigste forbindelser, der blev fremstillet D. melici gift en vigtig farmakologisk bly. Hele processen var meget besværlig, og selv at finde skorpionerne var i første omgang vanskelig.
”Indsamlingen af denne art af skorpion er vanskelig, fordi skorpionen er begravet i løbet af vinteren og de tørre årstider. Vi kan kun finde det i regntiden, ”forklarer professor Possani.
For at "mælke" skorpionerne til deres gift måtte forskerne anvende milde elektriske stimuli på arachnids haler. Efter denne procedure så holdet, at giften blev brunlig, så snart den blev udsat for luft.
Efter at have udført adskillige følsomme tests, anså forskerne, at to kemiske forbindelser af 1,4-benzoquinon - som de havde været i stand til at syntetisere fra en lille mængde skorpiongif - var ansvarlige for denne ændring. Hver af disse forbindelser fik en anden farve, den ene rød og den anden blå, når de kom i kontakt med luften.
”Vi havde kun 0,5 mikroliter af giften at arbejde med. Dette er ti gange mindre end den mængde blod, en myg suger i en enkelt portion, ”bemærker professor Zare.
Forskerne forklarer, at benzoquinoner har antimikrobielle egenskaber, og de to forbindelser, som holdet identificerede, var tidligere ukendte. De adskiller sig kun subtilt fra hinanden.
”De to forbindelser er strukturelt beslægtede, men mens den røde har et iltatom på en af dens grene, har den blå et svovlatom,” forklarer Shibdas Banerjee, Ph.D., en af undersøgelsesforfatterne, der er ansvarlige for at belyse struktur af de nyligt opdagede kemikalier.
Et brod i halen ... mod bakterier
I betragtning af det faktum, at benzoquinoner kan dræbe bakteriestammer, sendte forskerne i professor Zares laboratorium prøver af de to nyopdagede forbindelser til Dr. Rogelio Hernández-Pando og hans kolleger ved Salvador Zubirán National Institute of Health Sciences and Nutrition i Mexico City , til yderligere test.
Holdet hos Salvador Zubirán fandt ud af, at rød 1,4-benzoquinon effektivt blev ødelagt Staphylococcus aureus, som er meget smitsom, mens blå 1,4-benzoquinon var i stand til at dræbe forskellige stammer af Mycobacterium tuberculosis, som er ansvarlige for tuberkulose.
Dette inkluderede M. tuberculosis stammer, der havde udviklet resistens over for flere antibiotika. Imidlertid var der stadig et spørgsmål tilbage.
"Vi fandt ud af, at disse forbindelser dræbte bakterier, men så blev spørgsmålet:" Vil det også dræbe dig? "" Bemærker professor Zare.
"Og svaret er nej: Hernández-Pandos gruppe viste, at den blå forbindelse dræber tuberkulosebakterier, men efterlader lungeforingen hos mus intakt."
Prof. Richard Zare
Flere mysterier at afsløre
Det faktum, at de to nyligt identificerede forbindelser er yderst effektive mod dødelige bakterier og tilsyneladende sikre at administrere, gør dem ideelle kandidater til nye lægemidler og terapier. Alligevel bemærker professor Possani, at denne nye forskningsvej aldrig ville være blevet mulig, hvis ikke for professor Zare og hans team.
Det er takket være det faktum, at prof. Zare og kolleger lærte at syntetisere de to benzoquinoner fra giftet fra D. melici at forskere nu vil være i stand til at lede efter måder at bruge disse forbindelser til helingsformål.
”Mængden af giftkomponenter, vi kan få fra dyrene, er ekstremt lav. Syntesen af forbindelserne var afgørende for succesen med dette arbejde, ”forklarer professor Possani.
”Efter volumen er skorpiongift et af de mest værdifulde materialer i verden. Det ville koste $ 39 millioner at producere en gallon af det, ”bemærker professor Zare.
"Hvis du kun var afhængig af skorpioner for at producere det, havde ingen råd til det, så det er vigtigt at identificere, hvad de kritiske ingredienser er, og være i stand til at syntetisere dem," understreger han.
I fremtiden planlægger forskerne at fortsætte med at arbejde sammen for at finde ud af, hvordan man bruger D. melici for altid. Samtidig er prof. Zare og prof. Possani fascineret af, hvorfor de to ikke-toksiske kemikalier i første omgang er til stede i skorpiongiften, og de vil gerne afsløre dette mysterium.
”Disse forbindelser er muligvis ikke den giftige komponent i giften. Vi har ingen idé om, hvorfor skorpionen fremstiller disse forbindelser. Der er flere mysterier, ”siger professor Zare.
