Toksyny wytwarzane przez skorupiaka Xibalbanus tulumensis, żyjącego w zalanych wodą jaskiniach Półwyspu Jukatan, mogą znaleźć zastosowanie w leczeniu chorób neurologicznych – informuje pismo "BMC Biology".
Wytwarzany przez wiele zwierząt jad, składający się z toksyn, ma zazwyczaj zastosowanie w samoobronie lub polowaniu. Toksyny te wpływają na różne procesy fizjologiczne, zakłócając je, co czyni je szczególnie interesującymi z punktu widzenia farmakologii.
Dotychczas najbardziej poznane były jady niektórych grup zwierząt, takich jak węże, pająki czy skorpiony. Znacznie mniej wiadomo jednak o toksynach występujących u zwierząt morskich, co stwarza duże możliwości dla nowych odkryć.
Dalsza część artykułu pod materiałem wideo
Obiecujące odkrycie naukowców
Odkrycie jadowitych skorupiaków, należących do grupy łopatonogów (Remipedia) i zamieszkujących zalane wodą jaskinie, miało miejsce zaledwie kilka lat temu.
Dr Björn von Reumont, jako pierwszy w 2014 roku opisał zdolność łopatonogów do wytwarzania jadu. Obecnie, wraz z interdyscyplinarnym zespołem badaczy z Uniwersytetu Goethego we Frankfurcie, kontynuuje badania nad tym zjawiskiem. Zespół współpracuje z Fraunhofer Institute for Translational Medicine (ITMP) oraz z ośrodkami naukowymi z m.in. Leuven, Kolonii, Berlina i Monachium.
W wyniku badań naukowcy scharakteryzowali grupę toksyn produkowanych przez łopatonoga Xibalbanus tulumensis, przypominającego swoim wyglądem wija. Nazwa tego skorupiaka pochodzi od "Xibalba", czyli mitycznego podziemnego świata zmarłych, do którego wejścia mają znajdować się w systemach jaskiń, właśnie na meksykańskim półwyspie Jukatan.
Pomoc w leczeniu chorób neurologicznych?
Wspomniane zwierzę wstrzykuje jad swojej ofierze poprzez specjalny gruczoł jadowy. Skład toksyny jest niezwykle różnorodny, a najnowsze badania wykazały obecność nowego typu peptydu, nazwanego przez naukowców ksybalbiną.
W składzie niektórych ksybalbin znajdują się unikatowe elementy strukturalne, podobne do tych znanych z innych jadowitych zwierząt, w tym pająków. Peptydy te posiadają strukturę przypominającą węzeł, co skutkuje ich odpornością na działanie enzymów, wysokie temperatury oraz ekstremalne wartości pH.
Takie węzłowate struktury często działają jak neurotoksyny, wchodząc w interakcje z kanałami jonowymi i paraliżując ofiarę. Badania wykazały, że liczne ksybalbiny, w tym szczególnie Xib1, Xib2 oraz Xib13, posiadają zdolność do blokowania kanałów potasowych w komórkach ssaków.
To hamowanie jest niezwykle ważne, jeśli chodzi o opracowywanie leków na szereg chorób neurologicznych, w tym padaczkę — wyjaśnił dr Björn von Reumont.
Co więcej, Xib1 i Xib13 mogą blokować także kanały sodowe bramkowane napięciem, takie jak te występujące w komórkach nerwowych lub mięśnia sercowego.
Badania wykazały także, że w neuronach czuciowych ssaków wyższych te peptydy mogą aktywować dwa kluczowe białka — kinazy PKA-II oraz ERK1/2. Te procesy sugerują, że peptydy odgrywają rolę w mechanizmie uwrażliwienia na ból, otwierając tym samym nowe perspektywy w leczeniu dolegliwości bólowych.
Znalezienie odpowiednich kandydatów i kompleksowa charakterystyka ich działania, a tym samym położenie fundamentów pod bezpieczne i skuteczne leki, jest możliwe obecnie tylko w dużym interdyscyplinarnym zespole, jak w przypadku naszego badania — wskazał von Reumont.
Siedlisko łopatonogów zagrożone
Badacze mierzą się z wieloma wyzwaniami. Ich pracę utrudnia fakt, że siedlisko łopatonogów jest poważnie zagrożone przez budowę sieci kolei międzymiastowej Tren Maya, która przecina Półwysep Jukatan.
— Cenoty (naturalne studnie wapienne wypełnione wodą) to niezwykle wrażliwy ekosystem" — podkreślił von Reumont, który jako doświadczony nurek jaskiniowy osobiście zbierał łopatonogi podczas ekspedycji na Jukatanie. — Nasze badanie podkreśla znaczenie ochrony bioróżnorodności nie tylko ze względu na jej znaczenie ekologiczne, ale także ze względu na potencjalne substancje, które mogą mieć kluczowe znaczenie dla nas, ludzi — zaznaczył.
