Scorpion giftforbindelser kan drepe farlige bakterier
Forskere har klart å syntetisere to skorpion giftforbindelser som er effektive mot noen stammer av svært smittsomme bakterier. Det er heller ikke sannsynlig at forbindelsene vil skade mennesker, forsikrer forskerne oss.
Bildekreditt: Edson N. Carcamo-Noriega
Tusenvis av dyrearter over hele kloden er giftige, fra edderkopper til veps, fisk, slanger og frosker.
Giftet til noen dyr er bare sterkt nok til å produsere mild irritasjon og motvirke potensielle rovdyr, mens giften til andre dyr, som den lille blåringede blekkspruten, lett kan drepe et voksent menneske i løpet av få minutter.
Forskere hevder imidlertid at mange dødelige giftdyr også kan ha svaret på infeksjon og sykdom.
For eksempel giften til Tropidolaemus wagleri, en huggormart som er hjemmehørende i Sørøst-Asia, kan forbedre behandlingen av blodpropp, og en nøkkelkomponent i traktens spindelgift kan bidra til å forhindre hjerneskade etter hjerneslag.
Forskere fra Stanford University i California og National Autonomous University of Mexico i Mexico City har nylig gjort et nytt lovende funn: To forbindelser fra giften til en skorpion som er hjemmehørende i Øst-Mexico, Diplocentrus melici, kan bekjempe vanskelige bakterier uten å skade sunt vev.
Teamet utførte sin forskning på mus, så vel som i vevsprøver, for å teste forbindelsenes effektivitet og sikkerhet. Studiens funn vises nå i PNAS.
Oppdagelsen av to nye forbindelser
Professor Richard Zare, fra Stanford, professor Lourival Possani, fra National Autonomous University of Mexico, og teamene deres gjorde den spennende oppdagelsen etter fangst av noen få eksemplarer av D. melici av professor Possanis forskningsstudenter i Mexico.
Prof. Possanis forskning har dreid seg om å oppdage nye medisinske behandlinger basert på skorpiongift. Prof. Zare spesialiserer seg på å oppdage kjemiske reaksjoner på molekylært nivå.
De to seniorforskerne og teamene deres samarbeidet om å identifisere de viktigste forbindelsene som ble laget D. melici gift en viktig farmakologisk ledelse. Hele prosessen var veldig arbeidskrevende, og til og med å finne skorpionene, i utgangspunktet, var vanskelig.
“Innsamlingen av denne arten av skorpion er vanskelig fordi skorpionen er begravet i løpet av vinteren og tørre årstider. Vi finner det bare i regntiden, forklarer prof. Possani.
For å "melke" skorpionene for deres gift, måtte forskerne bruke milde elektriske stimuli på arachnidenes haler. Etter denne prosedyren så teamet at giften ble brunlig så snart den ble utsatt for luft.
Etter å ha utført flere sensitive tester, anså forskerne at to kjemiske forbindelser av 1,4-benzokinon - som de hadde vært i stand til å syntetisere fra en liten mengde skorpiongift - var ansvarlige for denne endringen. Hver av disse forbindelsene fikk en annen farge, den ene rød og den andre blå, når de kom i kontakt med luften.
”Vi hadde bare 0,5 mikroliter gift å jobbe med. Dette er ti ganger mindre enn mengden blod en mygg vil suge i en porsjon, sier professor Zare.
Forskerne forklarer at benzokinoner har antimikrobielle egenskaper, og de to forbindelsene som teamet identifiserte, var tidligere ukjente. De er bare subtilt forskjellige fra hverandre.
"De to forbindelsene er strukturelt beslektede, men mens den røde har et oksygenatom på en av grenene, har den blå et svovelatom," forklarer Shibdas Banerjee, Ph.D., en av studieforfatterne som er ansvarlige for å belyse strukturen til de nylig oppdagede kjemikaliene.
Et stikk i halen ... mot bakterier
Gitt det faktum at benzokinoner kan drepe bakteriestammer, sendte forskerne i professor Zares laboratorium prøver av de to nylig oppdagede forbindelsene til Dr. Rogelio Hernández-Pando og hans kolleger ved Salvador Zubirán National Institute of Health Sciences and Nutrition, i Mexico City , for videre testing.
Teamet på Salvador Zubirán fant at rød 1,4-benzokinon effektivt ble ødelagt Staphylococcus aureus, som er svært smittsom, mens blå 1,4-benzokinon var i stand til å drepe forskjellige stammer av Mycobacterium tuberculosis, som er ansvarlige for tuberkulose.
Dette inkluderte M. tuberculosis stammer som hadde utviklet resistens mot flere antibiotika. Imidlertid var det fortsatt et spørsmål.
"Vi fant ut at disse forbindelsene drepte bakterier, men så ble spørsmålet:" Vil det drepe deg også? ", Bemerker professor Zare.
"Og svaret er nei: Hernández-Pandos gruppe viste at den blå forbindelsen dreper tuberkulosebakterier, men etterlater lungeforingen hos mus intakt."
Prof. Richard Zare
Flere mysterier å avdekke
Det faktum at de to nylig identifiserte forbindelsene er svært effektive mot dødelige bakterier og tilsynelatende trygge å administrere, gjør dem til ideelle kandidater for nye medisiner og terapier. Likevel, bemerket professor Possani, ville denne nye forskningsstien aldri blitt mulig om ikke for prof. Zare og hans team.
Det er takket være at prof. Zare og kollegaer lærte å syntetisere de to benzokinonene fra giftet til D. melici at forskere nå vil kunne lete etter måter å bruke disse forbindelsene til helbredende formål.
“Mengden giftkomponenter vi kan få fra dyrene er ekstremt lav. Syntesen av forbindelsene var avgjørende for å lykkes med dette arbeidet, forklarer professor Possani.
“I volum er skorpiongift et av de mest dyrebare materialene i verden. Det ville koste 39 millioner dollar å produsere en liter av det, "bemerker prof. Zare.
"Hvis du bare var avhengig av skorpioner for å produsere den, hadde ingen råd til det, så det er viktig å identifisere hva de kritiske ingrediensene er og være i stand til å syntetisere dem," understreker han.
I fremtiden planlegger forskerne å fortsette å jobbe sammen for å finne ut hvordan de kan brukes D. melici for godt. Samtidig er professor Zare og professor Possani fascinert av hvorfor de to ikke-giftige kjemikaliene i utgangspunktet er tilstede i skorpiongiften, og de vil gjerne avdekke dette mysteriet.
“Disse forbindelsene er kanskje ikke den giftige komponenten i giften. Vi aner ikke hvorfor skorpionen lager disse forbindelsene. Det er flere mysterier, sier professor Zare.
