Многих из нас пугают или отталкивают «маленькие чудовища» – насекомые и пауки. Мы часто смотрим на них как на вредителей, но эти небольшие существа могут хранить секреты для улучшения здоровья и лечения различных заболеваний. В этой статье мы объясним, как три «жутких насекомых» могут революционизировать исследования в области здравоохранения.
У людей всегда были различные отношения к насекомым, которые в равной степени обладают способностями нас очаровывать и отталкивать.
В одном исследовании, результаты которого были опубликованы в 2017 году, ученые обнаружили, что человеческий страх перед ползающими насекомыми может быть «запечатлен» в нашем мозге, а люди могут испытывать недоверие к ним еще в младенческом возрасте.
Тем не менее, насекомые, паукообразные и другие подобные создания также очаровывают людей – возможно, потому что они очень сильно отличаются от нас. В конце концов, бабочки могут ощущать вкус ногами, пауки могут «слышать» с помощью маленьких волосков на ногах, а червь, разрезанный пополам, может регенерировать свое тело.
Писатели и художники сотни лет вглядывались в мир насекомых, восторгаясь тем, что они там обнаруживали.
Поэт и художник XVIII века Уильям Блейк был очень увлечен мельчайшими существами. Существует теория, согласно которой он думал, что видел призраки блох в своих снах. После этого он начал их рисовать.
С другой стороны, Франц Кафка (писатель начала XX века), написав рассказ «Превращение», как известно, основывался на отвращении, которое испытывают многие люди, сталкиваясь с жуками в своих домах.
В этой сказке главный герой – Грегор Замза – просыпается однажды утром, не чувствуя себя человеком. Он стал огромным мерзким насекомым.
Но проведенные недавно исследования показывают, что насекомые – очаровательны и заслуживают изучения не только из-за их отличительных свойств или отношений с людьми и другими видами.
Эти маленькие животные действительно могут многому научить и предложить нам в области клинических исследований. В этой статье мы рассмотрим, как три «жутких» насекомых могут изменить методы улучшения здоровья и лечения различных заболеваний.
Содержание
Пауки могут плести новые методы лечения
Синдром раздраженного кишечника (СРК) – это заболевание, проявляющееся группой желудочно-кишечных симптомов, включая диарею и боль в животе. СРК может серьезно ухудшить качество жизни человека. Согласно данным, опубликованным в 2014 году, примерно 11% населения мира страдает от этого заболевания.
В 2016 году исследователи из Университета Аделаиды в Австралии, Университета Джона Хопкинса в Балтиморе (США) и других научных учреждений нашли новую потенциальную цель для лечения болевого синдрома, вызванного СРК — в яде паука.
Точнее, ученые обнаружили, что токсины, продуцируемые одним из видов тарантула (Heteroscodra maculate), способны активировать NaV1.1 – белок (ионный канал), который присутствует в нервных волокнах кишечника, передающих болевые сигналы.
Исследователи полагают, что это открытие может привести к более целенаправленному лечению боли, вызванной СРК. И действительно, в 2018 году члены первоначальной команды ученых опубликовали новое исследование, сообщив, что они нашли способ блокировать болевые сигналы в мышиной модели СРК.
Также в 2018 году австралийские исследователи Университета Квинсленда и Института нейробиологии и психического здоровья сосредоточились на терапевтических свойствах еще пептида, присутствующего в яде паука – Hm1a.
Ученые, возглавляемые профессором Гленном Кингом из Университета Квинсленда, смогли использовать Hm1a для избирательной активации NaV1.1 на мышиной модели синдрома Драве – тяжелой формы эпилепсии. Сделав это, исследователи смогли устранить судороги у мышей, которых они лечили молекулой, полученной из яда паука.
«Пауки убивают свою жертву с помощью ядов, которые воздействуют на нервную систему», — отмечает соавтор исследования профессор Стивен Петру.
«Миллионы лет эволюции позволили усовершенствовать паучий яд, чтобы специфически воздействовать на определенные ионные каналы, не оказывая влияния на другие, а лекарства, полученные из ядов паука, сохраняют эту точность», — продолжает профессор Петру, утверждая, что текущие результаты его команды могут привести к разработке более эффективного лечения судорог при синдроме Драве.
Секреты и потенциал паутины
Но яд паука — не единственный фокус биомедицинских исследований. «Паучья паутина является самым крепким биологическим материалом», — говорит Джессика Гарб, доцент кафедры биологических наук Массачусетского университета (США).
«Они прочнее, чем сталь, но весят намного меньше, а некоторые виды паутины могут растягиваться до трехкратной длины, не разрываясь», — продолжает она. По этим причинам Гарб и ее коллеги начали изучать этот невероятно тонкий и упругий материал, стремясь выяснить, что дает паутине прочность и гибкость.
В 2018 году Гарб и ее коллеги за изучение паутины получили грант в размере 335 000 долларов США от Национального научного фонда. Раскрывая ее секреты, исследователи надеются, что смогут придумать формулу биоматериалов следующего поколения.
«Например, эти материалы могут быть использованы для улучшения шлемов и бронежилетов или другого защитного оборудования; медицинских устройств, таких как протезы, повязки и шовный материал; а также спортивного снаряжения», — говорит Джессика Гарб.
Тараканы: от вредителя до лекарства
Даже «отвратительный» таракан может оказаться богат потенциально полезными свойствами, когда дело доходит до медицинских исследований. Данные за прошлый год показывают, что в Китае существуют фермы по выращиванию тараканов, в которых предприниматели разрешают размножаться этим насекомым в тщательно дезинфицированной среде.
Когда тараканы достигают зрелости, «фермеры» перемалывают их в пасту, которая – как предполагается – помогает лечить проблемы с желудочно-кишечным трактом.
Такое применение уходит своими корнями к древним китайским традициям, согласно которым тараканы могут обладать лекарственными свойствами. Но так ли это?
Согласно предварительным исследованиям, проведенным в 2010 году учеными из Университета Ноттингема (Великобритания), мозг тараканов и саранчи содержит не менее девяти молекул, способных убивать устойчивые к антибиотикам бактерии. Исследователи проверили американского таракана, а также два разных вида саранчи.
«Мы надеемся, что эти молекулы смогут в конечном итоге превратиться в средства для лечения инфекций Escherichia coli и MRSA (устойчивые к метициллину Staphylococcus aureus), ??которые становятся все более резистентными к действующим препаратам», — отмечает Саймон Ли, один из исследователей, участвующих в этом исследовании, — «Эти новые антибиотики потенциально могут стать альтернативой доступным в настоящее время лекарствам, которые – несмотря на свою эффективность – обладают серьезными и нежелательными побочными эффектами».
Чему нас могут научить тараканы-мамы?
Согласно исследованию, опубликованному в журнале Международного союза кристаллографии в 2016 году, тараканы также могут стать нашим следующим большим источником белка. Один из видов тараканов – Diploptera punctata – фактически производит своего рода молоко, чтобы кормить свое молодое потомство.
Исследователи обнаружили, что это молоко в кишечнике молодых особей образует белковые кристаллы. Эти кристаллы содержат настолько большое количество белка, что авторы исследования назвали их «полноценной пищей».
Хотя ученые и предположили, что «тараканье молоко» может стать частью арсенала новых протеиновых напитков, они также признали, что процесс их изобретения будет сложным. Так как доить насекомых невозможно, исследователям придется искать способ искусственного получения молока.
По словам Эмили Дженнингс и ее коллег из Университета Цинциннати (США), Diploptera punctata также может стать новой моделью для проведения некоторых клинических исследований.
Чтобы понять, что происходит на разных стадиях беременности насекомого, Дженнингс изучила генетические маркеры беременной самки Diploptera punctata.
Ученая надеется, что новая модель может найти более широкое применение, и тараканы могут стать дешевым объектом научных исследований, с которым легче работать, чем с млекопитающими, включая мышей.
«У нас в довольно небольшом пространстве более 1000 тараканов. Это огромная популяция по сравнению с тем, что можно получить, используя мышей. Режим кормления тараканов – это стоимость большого пакета корма для собак, которого хватит на многие годы», — отмечает Дженнингс.
Шум из-за яда ос
Многие из нас боятся ос – в основном ,из-за их случайного агрессивного поведения, а также из-за того, что укус осы может вызывать аллергические реакции, начиная от умеренного отека и заканчивая опасной для жизни анафилаксией.
Но их укус обладает и лечебным потенциалом – по крайней мере, согласно ряду клинических исследований, проведенных в последние несколько лет. Например, одно исследование, опубликованное в журнале Toxins в 2015 году, выявило три пептида, присутствующих в ядах пчел и ос, которые, как утверждают авторы, нашли применение в биомедицине.
Один из этих пептидов – мастопаран – присутствует в яде шершней, бумажных и общественных ос. Он обладает антимикробными и противовирусными способностями, а также и другими видами лечебных свойств.
«Мастопаран сам по себе или в сочетании с другими антибиотиками мог бы стать многообещающей альтернативой для борьбы с полирезистентными бактериями в клинической практике», — пишут авторы исследования.
Тем не менее, ученые также предупреждают, что этот пептид может быть токсичным для здоровых тканей, воздействуя как на бактерии, так и на окружающие клетки. «Таким образом, требуется разработка новых стратегий для снижения токсических побочных эффектов мастопарана, тем самым улучшая возможности клинического применения», — отмечают авторы исследования.
Другое исследование, также проведенное в 2015 году, показало, что Polybia-MP1 – мастопаран, присутствующий в яде общественной осы Polybia paulista – способен подавлять пролиферацию клеток рака мочевого пузыря и простаты, а также клеток лейкозов, устойчивых к химиотерапии.
Пептид делает это, создавая отверстия в мембранах раковых клеток и заставляя «вытекать» их молекулярное содержимое.
Еще более удивительно, что исследование из Калифорнийского университета в Риверсайде, опубликованное в 2018 году в журнале «Биохимия», выявило новый класс пептидов в яде осы – ампулексины. Эти вещества производятся осами Ampulex compressa (изумрудная тараканья оса), они могут открыть новый путь для лечения болезни Паркинсона.
Изумрудная тараканья оса известна тем, что кусает тараканов – первый раз для того, чтобы парализовать их, а второй – чтобы «контролировать» их мозг, делая насекомых вялыми и легко манипулируемыми.
В конечном счете, это позволяет осам внедрять в тела тараканов свои яйца, чтобы появившиеся личинки могли использовать тараканов в качестве своего первого источника пищи.
Каким бы ужасным ни был этот процесс, он дал Калифорнийскому университету интересную аналогию – неподвижное состояние ужаленных тараканов похоже на некоторые симптомы болезни Паркинсона.
Поскольку за индукцию неподвижности – по-видимому – ответственны ампулексины, ученые стремятся изучить их в надежде, что они позволят изобрести новые методы лечения болезни Паркинсона.
Эта статья, возможно, не смогла ослабить Ваше недоверие к крошечным существам. Однако прочитав ее, возможно в следующий раз, когда Вы захотите сбежать при виде осы или бросить тапочек в паука, Вы подумаете о том, что это бедное маленькое насекомое может когда-нибудь проложить путь к следующему великому медицинскому открытию.
- Оригинал статьи на английском:https://www.medicalnewstoday.com/articles/325678.php
- Перевел: Невеличук Тарас Анатольевич
Дорогие друзья. Данный материал не является медицинским советом, за диагнозом и способом лечения, обратитесь к специалисту для консультации.
