Deadly animal venom may lead to pharmaceutical breakthroughs

2022-10-24 20:00:00, Kuriozitete CNA

Deadly animal venom may lead to pharmaceutical breakthroughs

Illustrative photo

The Brazilian viper's venom maintains the victim's blood pressure, which helps them eliminate prey in the wild. But when they bite humans, it can cause swelling, pain, kidney failure and even brain hemorrhage. There is a reason why the Bothrops snake genus kills more people in America than any other genus.

Në shekullin e 20-të, Sir John Vane, i cili më vonë do të fitonte çmimin Nobel, dhe kolegu i tij Sérgio Henrique Ferreira kishin një ide radikale: Po sikur të modifikonin një nga përbërësit aktivë të helmit të nepërkës braziliane për të ulur presionin e gjakut te pacientët me hipertension?

Helmi i gjarprit pengon një molekulë të quajtur enzima konvertuese e angiotenzinës (ACE). Normalisht, kjo enzimë luan një rol kritik në rregullimin e presionit të gjakut. Megjithatë, kur ACE pengohet nga një pickim gjarpri, presioni i gjakut i viktimës bie.

Duke punuar me një kompani farmaceutike, dyshja zhvilluan një imitim sintetik të një prej përbërësve aktivë të helmit. Ky ilaç, i quajtur captopril, u bë frenuesi i parë ACE i miratuar nga FDA. Ekspertët thonë se zbulimi revolucionarizoi mënyrën se si mjekët trajtojnë sëmundjet kardiovaskulare.

Sot, gjarpërinjtë janë vetëm një nga shumë kafshë helmuese që shkencëtarët i drejtohen si frymëzim për zbulimin e ilaçeve. Për shembull, “exenatide” është një trajtim për diabetin e tipit 2 bazuar në helmin e përbindëshit “Gila”, zikonotidi është një ilaç kundër dhimbjes i bazuar në helmin e kërmillit kon dhe desirudin është një hollues gjaku që përdoret për të trajtuar mpiksjen e gjakut në një venë të thellë bazuar në toksinat e shushunjave.

Mund të duket kundërintuitive kërkimi i helmeve vdekjeprurëse në kërkim të ilaçeve që shpëtojnë jetën, por të dyja kanë më shumë të përbashkëta nga sa mund të mendoni. Ndërsa grabitqarët helmues dhe gjahu i tyre përfshihen në një garë evolucionare armatimi, seleksionimi natyror i ka shtyrë helmet të bëhen jashtëzakonisht të sakta, me veprim të shpejtë dhe të fuqishëm në trup, të gjitha cilësitë e dëshirueshme për një mjekim efikas.

Biokimia dhe Evolucioni i Venomit

Shkencëtarët vlerësojnë se ka më shumë se 220,000 lloje helmuese , duke filluar nga kandil deti te gjitarët. Kjo është 15 për qind e diversitetit të kafshëve të Tokës.

Ky biodiversitet mahnitës është i krahasuar me diversitetin kimik gjithashtu. Helmi nuk është një molekulë e vetme. Është një koktej kompleks i peptideve dhe enzimave që prishin fiziologjinë e një organizmi tjetër, thotë Helena Safavi, një biokimiste në Universitetin e Jutës dhe Universitetin e Kopenhagës. Disa nga helmet më komplekse te merimangat dhe kërmijtë e konit mund të kenë mijëra përbërës .

Ju ndoshta nuk do të përdorni kurrë një përzierje të tërë helmuese në mjekësi, thotë Safavi. “Por për shkak se është një përzierje kaq komplekse gjërash, ne mund të shkojmë dhe të shikojmë përbërësit individualë që, kur jepen si një entitet individual, mund të jenë terapeutikë.”

Ndonjëherë, efekti i peptidit helmues tek njerëzit është paralel me efektin e tij në ndërveprimet grabitqar-pre. Për shembull, kërmilli kon “Conus geographus”, një gjahtar vdekjeprurës i peshkut, lëshon insulinë në helmin e tij . Kjo bën që sheqeri në gjak i peshkut të bjerë, duke i trullosur në mënyrë që kërmilli të mund ta kapë dhe ta hajë peshkun. Insulina e kërmillit vepron me shpejtësi rrufeje – duhet të jetë e shpejtë që peshku të mos shpëtojë.

Insulina mund të aktivizohet shpejt për shkak të mënyrës së paketimit. Insulina njerëzore vjen në një paketë me gjashtë molekula që kërkon deri në një orë për t'u ndarë dhe përdorur. Ndërkohë, versioni i kërmillit ekziston vetëm si një molekulë e vetme që është gati të reagojë kur thirret. Ekipi i Safavi ka përdorur insulinën e kërmillit si frymëzim për të modifikuar insulinën njerëzore që të jetë me veprim të shpejtë dhe të fuqishëm për menaxhimin e diabetit.

Barna të tjera me bazë helmi mund të kenë aplikime farmaceutike që janë më pak intuitive. Për shembull, trajtimi i dhimbjes i miratuar nga FDA PRIALT , i quajtur gjithashtu zikonotid, bazohet gjithashtu në helmin e kërmillit të konit. Mund të mos jetë një lehtësim i dhimbjes në grabitjen e peshkut, por mund të zvogëlojë dhimbjen kronike kur injektohet në shtyllën kurrizore të pacientëve me HIV dhe kancer .

Ndoshta një nga mënyrat më të përdorura për të përdorur helmin në mjekësi është trajtimi i kancerit. Mandë Holford, një biolog kimik detar me bazë në Kolegjin dhe në Qendrën e Diplomuar të Universitetit të Qytetit të Nju Jorkut, Hunter College dhe në Muzeun Amerikan të Historisë Natyrore, po hap gjurmët për trajtimet e kancerit me bazë helmi.

Logjika është kjo: qelizat e kancerit mbishprehin disa kanale qelizore . Ekipi i Holford-it identifikoi një përbërës në helmin e kërmijve të gomës, një i afërm me kërmijtë e konit, që bllokon një nga këto kanale . Kur injektohet te minjtë me tumor, ai pengon përhapjen e kancerit të mëlçisë dhe madhësinë e tumorit . Në pjesën më të madhe, trajtimi kursen qelizat jo-kancerogjene, kështu që mund të lehtësojë edhe efektet anësore të kimioterapisë tradicionale, sipas Holford.

Rruga nga helmi drejt trajtimit

Procesi nga karakterizimi i helmit deri te miratimi i FDA është i gjatë dhe i mundimshëm.

“Kompanitë duan që kërkimi të jetë mjaft i avancuar përpara se të fillojnë të vënë shumë para pas tij. Ne laboratorët akademikë nuk i kemi ato burime dhe zakonisht nuk kemi ekspertizë,” thotë Safavi.

Megjithatë, disa studiues thonë se pengesa më e madhe vjen përpara përkthimit. "Problemi në shumicën e rasteve është se ne nuk i kuptojmë lidhjet molekulare të shumë sëmundjeve," thotë Olivera.

Holford shton se ka një hendek të ngjashëm në kuptimin bazë të helmit. "Ju nuk mund të arrini në vijën e finishit nëse nuk e dini se çfarë keni," thotë Holford. Me qindra deri në mijëra molekula kandidate për specie, karakterizimi i helmit mund të jetë një ngritje e rëndë. Dhe Holford shpreson që kërkimi për barna me bazë helmi mund të frymëzojë njerëzit për të mbrojtur biodiversitetin.

"Scientists have identified that we will have a huge loss of biodiversity by 2030, and we are just beginning to scratch the surface and identify these venomous animals," says Holford. "It is important to understand not only the therapies these animals give us, but the importance they play in our natural environment."/ Adapted from CNA.al