Как самые страшные создания на земле могут помочь медицине

Хотя мы понимаем, что каждое существо, маленькое и большое, играет свою важную роль в природе и его нужно любить, большинство из нас испытывает подсознательное отвращение к некоторым видам.

Чаще всего люди до смерти боятся пауков и скорпионов – эта фобия входит в топ-10 самых распространенных страхов.

Редакторы медицинского издания MNT подобрали несколько любопытных фактов, которые могут заставить вас изменить свое мнение о пауках, скорпионах, змеях и других не самых милых созданиях.

Возьмем обыкновенных комнатных мух. Они питаются разлагающимися органическими веществами, такими как остатки пищи и фекалии. Поэтому эти насекомые являются разносчиком более чем 100 опасных для жизни патогенов. Зная это, человек пытается всячески оградиться от назойливого насекомого и рад был бы истребить весь этот вид.

Но есть небольшой сюрприз. Комнатная муха оказалась полезным лабораторным насекомым, которое помогло исследователям узнать больше о заболеваниях человека. В октябре 2014 года журнал Genome Biology писал, что доктор Джефф Скотт (Jeff Scott) и его коллеги из Университета Корнелла в Итаке (США) успешно секвенировали геном этого насекомого и собираются использовать полученные данные с пользой для разных областей науки, в том числе для медицины и фармакологии.

Сравнивая ДНК комнатной мухи с ДНК маленькой плодовой мушки (с которой, кстати, у человека почти 60% общих генов), исследователи обнаружили гены, которые делают назойливое насекомое невосприимчивым к человеческим заболеваниям.

«Комнатная муха имеет уникальный геном, который открывает возможности для лучшего понимания механизмов резистентности к ядам и болезням, генетической адаптации к высоким патогенным нагрузкам, а также для изучения базовой биологии этого важного насекомого», - поясняют авторы.

И это открытие – всего лишь вершина айсберга.

Пауки: облегчение боли и восстановление поврежденных нервов

Миллионы людей испытывают страх перед восьминогими маленькими чудовищами, но на самом деле эти создания – настоящее чудо эволюции, которое скрывает в себе удивительные и полезные для человека тайны.

Считается, что на Земле обитает как минимум 40 000 видов пауков. Эти существа населяют все континенты, кроме Антарктиды. Хотя пауки наделены способностью кусаться, только дюжина видов может нанести вред человеку своим ядом. Черная вдова, паук-отшельник, бразильский странствующий паук – это одни из наиболее опасных видов. Укус любого из этих пауков может вызвать жар, сыпь, зуд, тошноту и рвоту, скачок давления, затруднение дыхания, но только в очень редких случаях жертва умирает.

Яд пауков представляет собой сложную смесь биологически активных веществ, которые давно интересуют исследователей. В начале этого месяца сотрудники Квинслендского университета (Австралия) объявили, что они обнаружили в яде пауков вещества, которые помогут лечить хронические боли.

Проанализировав состав яда 205 видов пауков, австралийские ученые пришли к выводу, что 40% этих ядов содержат хотя бы один компонент, который способен блокировать хроническую боль у человека. Один из наиболее эффективных компонентов, который назвали Hd1a, содержится в яде пауков вида Haplopelma doriae, родственника тарантула.

Автор исследования профессор Гленн Кинг (Glenn King) говорит, что их открытие может подарить надежду на новое высокоэффективное лечение миллионам пациентов с многолетними хроническими болями.



Не только яд пауков помогает современной медицине. Даже паутина – протеиновые волокна, из которых пауки плетут свои хитроумные сети – может оказаться полезной. В 2011 году исследователи из Школы медицины Ганновера (Германия) заявляли, что паутина пригодится для восстановления поврежденных нервов.

Они обнаружили, что эти чрезвычайно прочные для своего диаметра нити, которые могут быть в 5 раз прочнее стали, можно применять для реконструктивных операций на нервах. И это вовсе не фантазия ученых: такая техника уже была успешно опробована на лабораторных животных.

Пчелы: преодоление антибиотикорезистентности и борьба с ВИЧ

По сравнению с пауками к пчелам люди относятся гораздо лучше. В конце концов, они производят любимый всеми продукт. Но страх перед полосатыми созданиями все равно заставляет нас держаться подальше от гудящих ульев.

Что же еще полезного, помимо меда, могут предложить пчелы человеку? В 2013 году журнал Antiviral Therapy сообщал, что токсин пчелиного яда меллитин даже в чрезвычайно низких концентрациях способен разрушать вирус иммунодефицита человека (ВИЧ).

Авторы этой работы, сотрудники Школы медицины Вашингтонского университета, говорят, что меллитин буквально продырявливает наружную оболочку ВИЧ. Если с помощью наночастиц ввести в организм достаточное количество этого токсина, то можно убить вирус. Полностью или частично – вопрос для будущих исследований.

Совсем недавно, в сентябре 2014 года, ученые из Лундского университета (Швеция) обнаружили, что молочнокислые бактерии в пчелином меде обладают выраженным противомикробным действием. Эти бактерии выделяют субстанции, которые эффективны против опасных антибиотикорезистентных микробов, включая метициллинрезистентный золотистый стафилококк (МРЗС) и ванкомицинрезистентный энтерококк (ВРЭ).



По мере того как проблема устойчивости к антибиотикам продолжает расти, шведские ученые надеются решать ее с помощью простых и действенных природных веществ, выделенных из обычного меда. Не зря наши предки лечили раны медом?

Скорпионы: помощь при болезнях сердца

Как и пауки, скорпионы страшные, но удивительные создания. Только на территории США обитает около 90 видов скорпионов, большая часть из которых встречается в скалистых и песчаных штатах на юге и юго-западе страны.

Все скорпионы ядовиты, хотя только 25-30 видов достаточно ядовиты, чтобы вызвать серьезное отравление или смерть человека. Человек, которого укусил скорпион, может испытывать одышку, мышечные спазмы, скачки давления, учащение или уменьшение пульса. Несмотря на то, что яд скорпиона опасен для сердца, его можно использовать и для лечения сердечно-сосудистых заболеваний.

В 2011 году группа исследователей из Школы медицины и общественного здоровья Висконсинского университета в Мэдисоне пришла к неожиданному выводу, что яд африканского императорского скорпиона (Pandinus imperator) может использоваться для лечения сердечной недостаточности. Точнее, отдельные компоненты этого яда.

Ученые говорят, что вещества под названием кальцины активируют высвобождение кальция в кардиомиоцитах, позволяя сердцу сильнее сокращаться. Этот яд может быть эффективным средством в комплексном лечении застойной сердечной недостаточности.

Другое исследование, опубликованное в 2010 году, показало, что вещество из яда центральноамериканского скорпиона, которого иногда держат как домашнего питомца, может предотвращать серьезное осложнение после операций на сердце.

Авторы этой работы, научные сотрудники Лидского университета (Великобритания), поясняют, что вещество маргатоксин способно предотвращать гиперплазию интимы после коронарного шунтирования – распространенное осложнение, которое вызывает закупорку сосудов. Маргатоксин блокирует калиевые каналы Kv1.3, которые участвуют в этом процессе.

«Полученные результаты выглядят многообещающе. Это хороший пример того, как вещество, которое чрезвычайно опасно в своем природном виде, может принести пользу медицине при правильном использовании», - писал тогда профессор Питер Вайссберг (Peter Weissberg), медицинский директор Британского фонда сердца.

Жабы: средство для лечения рака

Среди всех существ, о которых мы говорили, жабы, пожалуй, вызывают меньше всего страха и отвращения. Но они наиболее интересны для ученых-биологов. Некоторые из них способны прыгать на расстояния, в 20 раз превышающие длину их собственного тела. Другие обладают способностью менять цвет и виртуозно маскироваться. Третьи вооружены смертельным ядом.

Во всем мире насчитывается более 6 000 видов жаб, подавляющее большинство из которых не представляет никакой угрозы для человека. Отдельные виды даже полезны.

В 2011 году сотрудники Королевского университета в Белфасте (Северная Ирландия) установили, что два протеина, которые имеются на коже чакской филломедузы, способны останавливать ангиогенез – формирование новых кровеносных сосудов, которое интенсивнее всего происходит в быстро растущих тканях, включая раковые опухоли.

Исследователи поясняют, что раковые опухоли интенсивно развивают собственную сосудистую сеть, чтобы удовлетворять растущие потребности в кислороде и питательных веществах. Протеин, который останавливает рост новых сосудов, буквально лишает опухоль пищи, не дает ей расти и делает ее более уязвимой для других методов лечения.

С другой стороны, такой протеин открывает возможности для активации ангиогенеза, что может быть использовано в лечении самых разных заболеваний, в том числе при восстановлении поврежденных церебральных сосудов после инсульта.

Рептилии: ключ к лечению сахарного диабета

Некоторые из вас слышали о гила-монстре (аризонском ядозубе) - ядовитой ящерице, которая обитает в юго-западной части Соединенных Штатов и приграничных районах Мексики. Это единственная ядовитая ящерица в США, и одна из немногих в мире. Но сразу оговоримся, что ее укус не смертелен для здорового взрослого человека. А вот слюна может спасать жизни.

Еще в далеком 2007 году исследователи из Школы медицины Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл обнаружили, что лекарственное вещество эксенатид – синтетический аналог компонента слюны гила-монстра – помогает пациентам с сахарным диабетом контролировать уровень глюкозы и массу тела.

Это вещество заставляет поджелудочную железу человека продуцировать больше инсулина, когда уровень сахара в крови выше нормы. В ходе исследования 46% пациентов, которым давали эксенатид в комбинации с метформином, смогли эффективно контролировать свое заболевание, по сравнению с 13% в группе контроля.

Ученые поясняют, что гила-монстр питается всего 3-4 раза в год, а особый состав секрета слюнных желез с эксендином-4 помогает рептилии очень медленно переваривать свою пищу. Это вещество стало настоящим источником вдохновения для фармакологов компании Eli Lilly, которые участвовали в создании препарата.

Кстати, гила-монстр является далеко не единственным поставщиком ценных веществ среди рептилий. В 2012 году в Nature Communications появилась статья, авторы которой рассказывали о пользе компонентов змеиного яда при лечении гипертонической болезни и некоторых типов рака. А о знаменитых мазях на змеином яде, которые снимают боль при радикулите, слышали все.

Американские ученые секвенировали ДНК тигрового питона и установили, что природные токсины, которые могут быть вредны для человека, можно с легкостью трансформировать в безвредные, и даже полезные лекарственные молекулы.