Як найстрашніші створення на землі можуть допомогти медицині

Хоча ми розуміємо, що кожна істота, маленьке і велике, грає свою важливу роль в природі і його потрібно любити, більшість з нас відчуває підсвідоме відраза до деяких видів.

Найчастіше люди до смерті бояться павуків і скорпіонів - ця фобія входить в топ-10 найпоширеніших страхів.

Редактори медичного видання MNT підібрали кілька цікавих фактів, які можуть змусити вас змінити свою думку про павуків, скорпіонів, змій та інших не самих милих створінь.

Візьмемо звичайних кімнатних мух. Вони харчуються розкладаються органічними речовинами, такими як залишки їжі і фекалії. Тому ці комахи є рознощиком більш ніж 100 небезпечних для життя патогенів. Знаючи це, людина намагається всіляко відгородитися від настирливого комахи і радий був би винищити весь цей вид.

Але є невеликий сюрприз. Кімнатна муха виявилася корисним лабораторним комахою, яка допомогла дослідникам дізнатися більше про захворювання людини. У жовтні 2014 року журнал Genome Biology писав, що доктор Джефф Скотт (Jeff Scott) і його колеги з Університету Корнелла в Ітаці (США) успішно секвенувати геном цієї комахи і збираються використовувати отримані дані з користю для різних областей науки, в тому числі для медицини і фармакології.

Порівнюючи ДНК кімнатної мухи з ДНК маленької плодової мушки (з якої, до речі, у людини майже 60% загальних генів), дослідники виявили гени, які роблять настирливу комаху несприйнятливим до людських захворювань.

«Кімнатна муха має унікальний геном, який відкриває можливості для кращого розуміння механізмів резистентності до отрут і хвороб, генетичної адаптації до високих патогенним навантажень, а також для вивчення базової біології цього важливого комахи», - пояснюють автори.

І це відкриття - всього лише вершина айсберга.

Павуки: полегшення болю і відновлення пошкоджених нервів

Мільйони людей відчувають страх перед восьминогого маленькими чудовиськами, але насправді ці створення - справжнє диво еволюції, яке приховує в собі дивовижні і корисні для людини таємниці.

Вважається, що на Землі живе як мінімум 40 000 видів павуків. Ці істоти населяють всі континенти, крім Антарктиди. Хоча павуки наділені здатністю кусатися, тільки дюжина видів може завдати шкоди людині своєю отрутою. Чорна вдова, павук-відлюдник, бразильський мандрівний павук - це одні з найбільш небезпечних видів. Укус будь-якого з цих павуків може викликати жар, висип, свербіж, нудоту і блювоту, стрибок тиску, утруднення дихання, але тільки в дуже рідкісних випадках жертва вмирає.

Отрута павуків є складною сумішшю біологічно активних речовин, які давно цікавлять дослідників. На початку цього місяця співробітники Квінслендського університету (Австралія) оголосили, що вони виявили в отруті павуків речовини, які допоможуть лікувати хронічні болі.

Проаналізувавши склад отрути 205 видів павуків, австралійські вчені прийшли до висновку, що 40% цих отрут містять хоча б один компонент, який здатний блокувати хронічний біль у людини. Один з найбільш ефективних компонентів, який назвали Hd1a, міститься в отруті павуків виду Haplopelma doriae, родича тарантула.

Автор дослідження професор Гленн Кінг (Glenn King) говорить, що їхнє відкриття може подарувати надію на нове високоефективне лікування мільйонам пацієнтів з багаторічними хронічними болями.

Не тільки отрута павуків допомагає сучасній медицині. Навіть павутина - протеїнові волокна, з яких павуки плетуть свої хитромудрі мережі - може виявитися корисною. У 2011 році дослідники з Школи медицини Ганновера (Німеччина) заявляли, що павутина стане в нагоді для відновлення пошкоджених нервів.

Вони виявили, що ці надзвичайно міцні для свого діаметра нитки, які можуть бути в 5 разів міцніший за сталь, можна застосовувати для реконструктивних операцій на нервах. І це зовсім не фантазія вчених: така техніка вже була успішно випробувана на лабораторних тваринах.

Бджоли: подолання антибіотикорезистентності і боротьба з ВІЛ

У порівнянні з павуками до бджіл люди ставляться набагато краще. Зрештою, вони виробляють улюблений всіма продукт. Але страх перед смугастими створіннями все одно змушує нас триматися подалі від гудящіх вуликів.

Що ж ще корисного, крім меду, можуть запропонувати бджоли людині? У 2013 році журнал Antiviral Therapy повідомляв, що токсин бджолиної отрути мелітин навіть в надзвичайно низьких концентраціях здатний руйнувати вірус імунодефіциту людини (ВІЛ).

Автори цієї роботи, співробітники Школи медицини Вашингтонського університету, кажуть, що мелітин буквально продирявлівает зовнішню оболонку ВІЛ. Якщо за допомогою наночастинок ввести в організм достатню кількість цього токсину, то можна вбити вірус. Повністю або частково - питання для майбутніх досліджень.

Зовсім недавно, у вересні 2014 року, вчені з Лундського університету (Швеція) виявили, що молочнокислі бактерії в бджолиному меді мають виражений протимікробну дію. Ці бактерії виділяють субстанції, які ефективні проти небезпечних антибіотикорезистентних бактерій, включаючи метицилінрезистентний золотистий стафілокок (МРЗС) і ванкоміцінрезістентний ентерокок (ВРЕ).

У міру того як проблема стійкості до антибіотиків продовжує рости, шведські вчені сподіваються вирішувати її за допомогою простих і дієвих природних речовин, виділених зі звичайного меду. Не дарма наші предки лікували рани медом?

Скорпіони: допомога при хворобах серця

Як і павуки, скорпіони страшні, але дивні створіння. Тільки на території США мешкає близько 90 видів скорпіонів, велика частина з яких зустрічається в скелястих і піщаних штатах на півдні і південному заході країни.

Всі скорпіони отруйні, хоча тільки 25-30 видів досить отруйні, щоб викликати серйозне отруєння або смерть людини. Людина, якого вкусив скорпіон, може відчувати задишку, м`язові спазми, скачки тиску, почастішання або зменшення пульсу. Незважаючи на те, що отрута скорпіона небезпечний для серця, його можна використовувати і для лікування серцево-судинних захворювань.

У 2011 році група дослідників зі Школи медицини і громадського здоров`я університету Вісконсіна в Медісоні прийшла до несподіваного висновку, що отрута африканського імператорського скорпіона (Pandinus imperator) може використовуватися для лікування серцевої недостатності. Точніше, окремі компоненти цієї отрути.

Вчені кажуть, що речовини під назвою кальцін активують вивільнення кальцію в кардіоміоцитах, дозволяючи серцю сильніше скорочуватися. Ця отрута може бути ефективним засобом в комплексному лікуванні застійної серцевої недостатності.

Інше дослідження, опубліковане в 2010 році, показало, що речовина з отрути центральноамериканської скорпіона, якого іноді тримають як домашнього вихованця, може запобігати серйозне ускладнення після операцій на серці.

Автори цієї роботи, наукові співробітники Лідського університету (Великобританія), пояснюють, що речовина маргатоксін здатне запобігати гіперплазію інтими після коронарного шунтування - найпоширеніше ускладнення, яке викликає закупорку судин. Маргатоксін блокує калієві канали Kv1.3, які беруть участь в цьому процесі.

«Отримані результати виглядають багатообіцяюче. Це хороший приклад того, як речовина, яке надзвичайно небезпечно в своєму природному вигляді, може принести користь медицині при правильному використанні », - писав тоді професор Пітер Вайссберг (Peter Weissberg), медичний директор Британського фонду серця.

Жаби: засіб для лікування раку

Серед усіх істот, про яких ми говорили, жаби, мабуть, викликають найменше страху і відрази. Але вони найбільш цікаві для вчених-біологів. Деякі з них здатні стрибати на відстані, в 20 разів перевищують довжину їх власного тіла. Інші мають здатність змінювати колір і віртуозно маскуватися. Треті озброєні смертельною отрутою.

У всьому світі налічується понад 6 000 видів жаб, переважна більшість з яких не становить жодної загрози для людини. Окремі види навіть корисні.

У 2011 році співробітники Королівського університету в Белфасті (Північна Ірландія) встановили, що два протеїну, які є на шкірі Чакской філломедузи, здатні зупиняти ангіогенез - формування нових кровоносних судин, яке найінтенсивніше відбувається в швидко зростаючих тканинах, включаючи ракові пухлини.

Дослідники пояснюють, що ракові пухлини інтенсивно розвивають власну судинну мережу, щоб задовольняти зростаючі потреби в кисні і поживних речовинах. Протеїн, який зупиняє ріст нових судин, буквально позбавляє пухлина їжі, не дає їй рости і робить її більш вразливою для інших методів лікування.

З іншого боку, такий протеїн відкриває можливості для активації ангіогенезу, що може бути використано в лікуванні найрізноманітніших захворювань, в тому числі при відновленні пошкоджених церебральних судин після інсульту.

Рептилії: ключ до лікування цукрового діабету

Деякі з вас чули про гіла-монстра (жилатьє) - отруйною ящірці, яка мешкає в південно-західній частині Сполучених Штатів і прикордонних районах Мексики. Це єдина отруйна ящірка в США, і одна з небагатьох в світі. Але відразу обмовимося, що її укус не смертельний для здорової дорослої людини. А ось слина може рятувати життя.

Ще в далекому 2007 році дослідники з Школи медицини Університету Північної Кароліни в Чапел-Хілл виявили, що лікарська речовина ексенатід - синтетичний аналог компонента слини гіла-монстра - допомагає пацієнтам з цукровим діабетом контролювати рівень глюкози і масу тіла.

Ця речовина змушує підшлункову залозу людини продукувати більше інсуліну, коли рівень цукру в крові вище норми. В ході дослідження 46% пацієнтів, яким давали ексенатід в комбінації з метформіном, змогли ефективно контролювати своє захворювання, в порівнянні з 13% в групі контролю.

Вчені пояснюють, що гіла-монстр харчується всього 3-4 рази на рік, а особливий склад секрету слинних залоз з ексендіном-4 допомагає рептилії дуже повільно перетравлювати свою їжу. Ця речовина стало справжнім джерелом натхнення для фармакологів компанії Eli Lilly, які брали участь у створенні препарату.

До речі, гіла-монстр є далеко не єдиним постачальником цінних речовин серед рептилій. У 2012 році в Nature Communications з`явилася стаття, автори якої розповідали про користь компонентів зміїної отрути при лікуванні гіпертонічної хвороби та деяких типів раку. А про знаменитих мазі на зміїному отруті, які знімають біль при радикуліті, чули всі.

Американські вчені секвенували ДНК тигрового пітона і встановили, що природні токсини, які можуть бути шкідливі для людини, можна з легкістю трансформувати в нешкідливі, і навіть корисні лікарські молекули.