Σε ένα αμμώδες νησί στα ανοιχτά της ανατολικής Αυστραλίας, οι αράχνες με πλέγμα χοάνης, δημιουργούν φωλιές, με επένδυση από μετάξι και περιμένουν κάποιο ανυποψίαστο θήραμα να τις αγγίξει.
Αυτά τα αραχνοειδή που μοιάζουν με μικρές ταραντούλες, δεν είναι ιδιαίτερα επιθετικά προς τον άνθρωπο. Αλλά όταν βυθίσουν τα μακριά τους δόντια στη λεία τους—που περιλαμβάνει μικρά τρωκτικά—εκχυλίζουν μια θανατηφόρα δόση από ένα από τα πιο σύνθετα δηλητήρια που μπορεί να παραγάγει μια αράχνη.
Ενδιαφέρον για τον Glenn King, Ph.D., βιοχημικό στο Πανεπιστήμιο του Queensland, προκαλεί ο πλούτος από πεπτίδια που περιέχει το δηλητήριο, τα οποία είναι μικρά μόρια που αποτελούν τα δομικά στοιχεία των μεγαλύτερων πρωτεϊνών.
Η έρευνά του στην απομόνωση και δοκιμή των ενώσεων του δηλητηρίου αραχνών οδήγησε πρόσφατα σε ένα πολλά υποσχόμενο νέο φάρμακο που θα μπορούσε να αποτρέψει βλάβες στους ιστούς από καρδιακά επεισόδια ή εγκεφαλικά, εάν χορηγηθεί μέσα σε λίγες ώρες.
Η θεραπεία αυτή, μπορεί ν’ ανατρέψει τα δεδομένα, σώζοντας ζωές ύστερα από τις θανατηφόρες αυτές καταστάσεις.
Πώς το έμφραγμα και το εγκεφαλικό οδηγούν σε θάνατο
Στην περίπτωση του εγκεφαλικού για παράδειγμα, ένα άτομο χάνει σχεδόν 2 εκατομμύρια νευρώνες κάθε λεπτό, καταλήγοντας σε εγκεφαλική βλάβη. Ένα καρδιακό επεισόδιο έχει παρόμοιες συνέπειες.
Όταν ένας άνθρωπος υποστεί καρδιακή προσβολή ή εγκεφαλικό, η ξαφνική έλλειψη ροής αίματος, πυροδοτεί μια σειρά αντιδράσεων. Πρώτον, η μειωμένη αιμάτωση δίνει εντολή στα κύτταρα, τα οποία πλέον στερούνται οξυγόνου, να αρχίσουν να διασπούν το βασικό μόριο σακχάρου, τη γλυκόζη, για να παράγουν ενέργεια.
Η διεργασία αυτή, οδηγεί σε υπερβολική παραγωγή γαλακτικού οξέος, δημιουργώντας επικίνδυνα όξινο περιβάλλον. Σε απάντηση, ο όξινος ιστός εκπέμπει σήματα στρες που οδηγούν τα κύτταρά του στο θάνατο. Ευτυχώς, οι ενώσεις του δηλητηρίου είναι πολύ καλές στο να «υποκλέπτουν» τα κυτταρικά σήματα.
Πώς το δηλητήριο μπορεί να βοηθήσει
Το δηλητήριο είναι ένα πολύτιμο εργαλείο για ζώα όπως τα αραχνοειδή, τα ερπετά και τα έντομα όπως οι μέλισσες, καθώς απενεργοποιεί τα νευρικά συστήματα της λείας τους και των θηρευτών τους, με πιθανό αποτέλεσμα τον θάνατό τους.
Ταυτόχρονα, οι τοξίνες αυτών των ζώων είναι επίσης ένα δώρο στην ανάπτυξη θεραπειών για τον άνθρωπο, επειδή οι ενώσεις του δηλητηρίου μπορούν να εισχωρούν στους ιοντικούς διαύλους των κυττάρων, δηλαδή μικροσκοπικά ανοίγματα στη μεμβράνη τους.
Αυτοί οι δίαυλοι επιτρέπουν στα ιόντα-ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια-να περάσουν μέσα από το κύτταρο, κάτι που είναι απαραίτητο για την ρύθμιση σύνθετων διεργασιών, όπως η νευρική σηματοδότηση, οι μυϊκές συσπάσεις, η αισθητηριακή αντίληψη και άλλα.
Η έρευνα για την αράχνη χοάνη
Ο King θεωρεί το δηλητήριο των ζώων έναν θησαυρό χρήσιμων ενώσεων, ιδιαίτερα το δηλητήριο της αράχνης – χοάνης του K’gari (Νήσος Fraser). Παρόλο που συγγενικά είδη αραχνών-χοάνης συναντώνται σε πολλές περιοχές της Αυστραλίας, αλλά ο King προτιμά να συλλέγει το δηλητήριο από αυτά τα νησιωτικά είδη, που είναι πιο εύκολο να πιαστούν.
Στη συνέχεια, αναλύει εκτενώς το τοξικό υγρό, με την ελπίδα να εντοπίσει θεραπευτικά συστατικά σε αυτό.
Ο King και ο συνεργάτης του στο Ινστιτούτο, ειδικός στις καρδιοπάθειες Δρ. Nathan Palpant, ανακάλυψαν ότι το μόριο Hi1a από το δηλητήριο της αράχνης μπλοκάρει τα σήματα που ενεργοποιούν τον θάνατο των κυττάρων και οι επακόλουθες δοκιμές τους σε ποντίκια μείωσαν τη βλάβη στον εγκέφαλο κατά 80 τοις εκατό, ακόμα και τέσσερις ώρες μετά την έναρξη ενός εγκεφαλικού, όπως ανέφερε ο King στο The Scientist.
Η πρακτική εφαρμογή της ανακάλυψης
Οι δύο ερευνητές από τότε έχουν αναπτύξει μια συνθετική μορφή του φαρμάκου Hi1a και έχουν ιδρύσει μια εταιρεία, την Infensa Bioscience στο Μπρίσμπεϊν, η οποία θα διεξάγει κλινικές δοκιμές για να δοκιμάσει το φάρμακο σε άτομα που έχουν υποστεί καρδιακά επεισόδια. Από τη στιγμή που το φάρμακο θεωρηθεί ασφαλές και αποτελεσματικό, η θεραπεία θα μπορούσε να είναι διαθέσιμη σε διασώστες και επαγγελματίες υγείας σε οίκους ευγηρίας, μέσα σε πέντε χρόνια.
Αλλά οι επιστήμονες δεν έχουν ολοκληρώσει τα πειράματά τους με το δηλητήριο της αράχνης – χοάνης. Οι βιοδραστικές ενώσεις του είναι χιλιάδες, οπότε οι επιστήμονες πιστεύουν ότι τουλάχιστον κάποια από αυτά τα πεπτίδια μπορεί να έχουν μεγάλη δυναμική για την αντιμετώπιση διαταραχών του νευρικού συστήματος, επώδυνων καταστάσεων όπως η ενδομητρίωση, και άλλων ασθενειών.
Ο σχεδιασμός φαρμάκων που δρουν στοχεύοντας τη δραστηριότητα των ιοντικών διαύλων έχει αποδειχθεί αποτελεσματική ιατρική πρακτική. Ωστόσο, αποτελεί πρόκληση, και μερικοί ερευνητές στρέφονται στα δηλητήρια ζώων ως πλούσιες αποθήκες πεπτιδίων που έχουν ήδη εξελιχθεί ώστε να επηρεάζουν τους ιοντικούς διαύλους. Πάντα αναπτύσσονται νέες συνθετικές εκδοχές πεπτιδίων δηλητηρίου. Στην πραγματικότητα, ο σχεδιασμός του συνθετικού φαρμάκου Ozempic βασίστηκε στο δηλητήριο του Gila monster, ενός ερπετού που ζει στα νοτιοδυτικά των Ηνωμένων Πολιτειών και στο Μεξικό.
Αν τα αποτελέσματα του εργαστηρίου στην Αυστραλία αποδειχθούν πραγματικά αποτελεσματικά στην πρόληψη βλαβών από καρδιακά επεισόδια στη μελλοντική δοκιμή, ίσως σηματοδοτήσουν μια νέα εποχή θεραπειών βασισμένων σε δηλητήριο αράχνης.
