Δηλητήριο αράχνης: μια πιθανή μορφή φαρμάκου

Scroll down to content

από την Φωτεινή Μέντζου, ερευνήτρια στην ομάδα «Επιστήμη & Τεχνολογία»

Τα φάρμακα την σημερινή εποχή αποτελούν αναπόσπαστο τμήμα της ζωής μας καθορίζοντας όχι μόνο την διάρκεια της αλλά και την ποιότητα αυτής. Πιο συγκεκριμένα, η εισαγωγή αντιβιοτικών στη δεκαετία του 1930 και του 1940 έχει συσχετισθεί με θεαματική μείωση του ποσοστού θνησιμότητας από τις μεταδοτικές ασθένειες στις ανεπτυγμένες χώρες. Αντίστοιχα τα παυσίπονα αναβαθμίζουν τον τρόπο ζωής μας και μας καθιστούν ικανούς να αντεπεξέλθουμε στην πολλές φορές ήδη επίπονη καθημερινότητα.

Στο πέρας του χρόνου ωστόσο άρχισαν να αναδύονται μηχανισμοί αντίστασης στη δράση πολλών φαρμάκων αν όχι παρενέργειες. Αναλυτικότερα, πολλά έχουν δυνατότητα προσαρμογής στις περιβαλλοντικές καταπονήσεις και έχουν αναπτύξει τουλάχιστον έναν μηχανισμό ανθεκτικότητας για κάθε μια από τις 17 κατηγορίες αντιβιοτικών που έχουν αναπτυχθεί μέχρι σήμερα. Πριν 30 χρόνια 10 έως 15 αντιβιοτικά ανακαλύπτονταν ετησίως σε αντίθεση με σήμερα που η ετήσια καταγραφή ανέρχεται σε μόλις 2. Η ολοένα λοιπόν αυξανόμενη ανθεκτικότητα στα αντιβιοτικά, σε συνδυασμό με τη δραματική μείωση του ρυθμού δημιουργίας νέων, οδήγησε ορισμένους να υποστηρίζουν ότι βρισκόμαστε κοντά στο τέλος των αντιβιοτικών. Ίσως αυτή η προσέγγιση να καθιστά το πρόβλημα υπερεκτιμημένο, εντούτοις τονίζει την επιτακτική ανάγκη να αναπτυχθούν νέα αντιβιοτικά φάρμακα που διαθέτουν εναλλακτικούς  μηχανισμούς δράσης.

Τα προαναφερόμενα πορίσματα προέτρεψαν τους ειδικούς να αναζητούν νέες πηγές αντιβιοτικών προϊόντων από φυσικά παράγωγα. Μία ιδιαίτερη αλλά διόλου ευκαταφρόνητη τέτοια πηγή αποτελεί το δηλητήριο. Η υπέρταση ελέγχεται με φαρμακευτική αγωγή που έχει ως κύριο συστατικό το δηλητήριο της οχιάς ενώ, για άτομα που έχουν διαβήτη δεύτερου τύπου έχει δημιουργηθεί αντιβιοτικό από δηλητήριο σαύρας. Είναι εμφανές λοιπόν, ότι το δηλητήριο αποτελεί μία τεράστια και σε μεγάλο βαθμό ανεξερεύνητη βιβλιοθήκη χημικών συστατικών που η μελέτη και η αξιοποίησή τους μπορεί να δώσει τη λύση όχι μόνο σε προβλήματα που προέκυψαν κατά την χρήση  αντιβιοτικών, αλλά και σε ασθένειες που δεν έχουν αντιμετωπιστεί καθόλου μέχρι σήμερα.

Υπάρχει ωστόσο ένα είδος ζώου που έχει κεντρίσει παραπάνω από τα υπόλοιπα το επιστημονικό ενδιαφέρον, και αυτό δεν είναι άλλο από την αράχνη. Οι αράχνες είναι από τα πιο εξελιγμένα δηλητηριώδη ζώα με περίπου 100.000 υπάρχοντα είδη. Η συντριπτική πλειονότητα των αραχνών διαθέτουν ένα θανατηφόρο μίγμα για να υποτάξουν γρήγορα το θήραμά τους, που συχνά έχει μέγεθος πολλαπλάσιο του δικού τους. Παρά τη φήμη τους, λιγότερο από μια χούφτα αυτών των δολοφονικών εντόμων είναι επιβλαβείς για τον άνθρωπο.

Τα συνήθη θηράματα της αράχνης είναι άλλα αρθρόποδα, αλλά τα μεγαλύτερα είδη αράχνης είναι ικανά να σκοτώσουν και να τραφούν με μικρά ψάρια, ερπετά, αμφίβια, πουλιά και θηλαστικά. Αυτό συμβαίνει επειδή τα δηλητήριά τους περιέχουν έναν πληθώρα τοξινών που στοχεύουν σε ένα ευρύ φάσμα υποδοχέων, διαύλων και ενζύμων, σπονδυλωτών και ασπόνδυλων ειδών.

Με βάση τον αριθμό των περιγραφέντων ειδών αράχνης και μια σχετικά συντηρητική εκτίμηση της πολυπλοκότητας του δηλητήριου τους εκτιμάται ότι ο πιθανός αριθμός μοναδικών πεπτιδίων δηλητηρίου αράχνης μπορεί να είναι πάνω από 12 εκατομμύρια. Παρόλα αυτά, η γνώση μας για την ποικιλία των πεπτιδίων δηλητηρίου αράχνης είναι ακόμα στοιχειώδης, καθώς λιγότερο από το 0,01% αυτών έχουν απομονωθεί και μελετηθεί. Τι θα γινόταν λοιπόν εάν όλα αυτά τα ιδιαίτερα συστατικά μπορούσαμε να τα απομονώσουμε και να τα αξιοποιήσουμε προς όφελός μας;

Αν και μόνο ένας μικρός αριθμός πεπτιδίων δηλητηρίου αράχνης έχει χαρακτηριστεί φαρμακολογικά, οι βιολογικές δραστηριότητες τους είναι εντυπωσιακές. Εκτός από τις ευρέως γνωστές νευροτοξικές επιδράσεις των δηλητηρίων αράχνης, περιέχουν πεπτίδια με αντιμικροβιακή, αναλγητική, αντιπαρασιτική, κυτταρολυτική, αιμολυτική και ενζυμική ανασταλτική δράση. Επιπλέον, το ακατέργαστο δηλητήριο κάποιων ειδών έχει ακόμα και αντικαρκινικές ιδιότητες. Σύμφωνα μάλιστα με πρόσφατες έρευνες κάποιες χιλιάδες λίτρα δηλητηρίου αραιωμένο 100 φορές είναι ικανό να εξουδετερώσει κάθε πανανθεκτικό βακτήριο.

Παρόλο που βρίσκονται θεωρητικά παντού γύρω μας, για ένα εγχείρημα τέτοιου είδους οι απαιτούμενες αριθμητικές ανάγκες αραχνών ξεπερνούν κατά πολύ τον αριθμό που μπορεί να συναντάμε στην καθημερινή μας ζωή. Συγκεκριμένα, απαιτούνται εκατοντάδες αράχνες για την συλλογή μίας και μόνο σταγόνας δηλητηρίου. Παράλληλα θα πρέπει η δράση του δηλητηρίου να επικεντρώνεται σε κύτταρα του παθογόνου μικροοργανισμού και να προβλεφθούν τοξικές επιδράσεις στον άνθρωπο.

Εξετάζοντας το ζήτημα από μία άλλη οπτική, αυτή των αναλγητικών φαρμάκων, οι ανακαλύψεις είναι εξίσου εντυπωσιακές. Ο φυσιολογικός πόνος είναι μια βασική προσαρμοστική απάντηση που περιορίζει την έκθεσή μας σε δυνητικά επιβλαβή ή απειλητικά για τη ζωή συμβάντα. Αντίθετα, ο ανώμαλος και μακροχρόνιος πόνος μετασχηματίζει αυτή την προσαρμοστική απόκριση σε μια πλημμελώς θεραπευόμενη ασθένεια με σημαντικές επιπλοκές (απώλεια λειτουργικότητας, θρομβοεμβολικά επεισόδια, κατακλίσεις, κατάθλιψη). Περίπου το 20% των ενηλίκων πάσχουν από χρόνιο πόνο, ποσοστό που αυξάνεται στο 50% για άτομα άνω των 65 ετών.

Όπως προαναφέρθηκε, το δηλητήριο μπορεί να δράσει και ως ισχυρό παυσίπονο. Συγκεκριμένα αναζητούνται τρόποι απενεργοποίησης κάποιων «καναλιών» τα οποία οφείλονται για την αίσθηση του πόνου. Η ένωση – Hd1a – εντοπίστηκε στο δηλητήριο ενός είδους αράχνης (που ονομάζεται Haplopelma doriae). Αυτή η ένωση όχι μόνο παρεμποδίζει την Nav1.7 σηματοδοτικό μονοπάτι στον άνθρωπο, πράγμα που ευθύνεται για την αντίληψη του πόνου, αλλά έχει και χημική δομή που την καθιστά χημικά, θερμικά και βιολογικά σταθερή, που σημαίνει ότι αποτελεί πολύ αποτελεσματικό παυσίπονο για τον άνθρωπο.

Η εξέλιξη μας κρούει τη θύρα και δεν είναι στο χέρι μας να μην ακούσουμε. Τόσο αυτή όσο και κάθε είδους πρόοδος έχει τις επιπτώσεις της. Καθημερινά περίπου 1.700 άτομα πεθαίνουν από μολύνσεις που οφείλονται σε αντιμικροβιακή αντοχή, γεγονός που ετησίως μεταφράζεται σε 700.000 άτομα. Αντίστοιχα λεπτή είναι και η διαχωριστική γραμμή μεταξύ παυσίπονου και δηλητηρίου, από τη στιγμή που 4g παρακεταμόλης είναι ηπατοτοξικά. Όπως είναι λοιπόν εμφανές το ζήτημα είναι υψίστης σημασίας και η αναγνώρισή του αν όχι η επίλυση κρίνεται επιτακτική. Η εναλλακτική προσέγγιση προβλημάτων πολλές φορές μπορεί να αντικαταστήσει και να ξεπεράσει τη συμβατική και πεπατημένη οδό. Με αυτή τη θεώρηση πιθανόν το μέλλον να μην είναι δυσοίωνο.


Βιβλιογραφία

[1] Chow CY, Cristofori-Armstrong B, Undheim EA, King GF, Rash LD, (2015),Three Peptide Modulators of the Human Voltage-Gated Sodium Channel 1.7, an Important Analgesic Target, from the Venom of an Australian Tarantula., 7(7):2494-513, doi: 10.3390/toxins7072494. Available here. [Accessed 19 Nov. 2018]

[2] Windley MJ, Herzig V , (2012), Spider-venom peptides as bioinsecticides , 4(3):191-227. doi: 10.3390/toxins4030191, Available here. [Accessed 19 Nov. 2018]

[3] Zhang, Y., Yang, Q., Zhang, Q., Peng, D., Chen, M., Liang, S., Zhou, X., … Liu, Z. (2018). Engineering Gain-of-Function Analogues of the Spider Venom Peptide HNTX-I, A Potent Blocker of the hNaV1.7 Sodium Channel. Toxins, 10(9), 358. doi:10.3390/toxins10090358, Available here. [Accessed 19 Nov. 2018]

[4] Saez J. , Sennf S. , (Dec. 2010), Spider-Venom Peptides as Therapeutics, 2(12):2851-71, doi:  10.3390/toxins2122851, Available here. [Accessed 19 Nov. 2018]

[5] Langenegger N., (Dec. 2017), Identification of a precursor processing protease from the spider Cupiennius salei essential for venom neurotoxin maturation,                            doi: 10.1074/jbc.M117.810911, Available here. [Accessed 19 Nov. 2018]

[6] Whiteman H., (5 March 2015), Newly identified compounds in spider venom could help treat chronic pain, Available here. [Accessed 19 Nov. 2018]

 

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Google

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Σύνδεση με %s

Αρέσει σε %d bloggers: