20 اوت 2024- دانشمندان سرنخ هایی برای درمان دیابت و اختلالات هورمونی در مکانی غیرمنتظره پیدا کرده اند و آن زهر یکی از سمی ترین حیوانات کره زمین است.
یک تیم تحقیقاتی چندملیتی به سرپرستی دانشمندان دانشگاه یوتا، مؤلفه‌ای را در زهر یک حلزون مخروطی دریایی کشنده، شناسایی کرده‌اند که از هورمون انسانی به نام سوماتوستاتین تقلید می‌کند که سطح قند خون و هورمون‌های مختلف را در بدن تنظیم می‌کند. اثرات اختصاصی و طولانی مدت این سم شبه هورمونی که به حلزون کمک می کند طعمه خود را شکار کند، همچنین می تواند به دانشمندان در طراحی داروهای بهتر برای افراد مبتلا به دیابت یا اختلالات هورمونی کمک کند، شرایطی که می تواند جدی و گاهی کشنده باشد.
نتایج این تحقیق در 20 اوت 2024 در مجله معتبر Nature Communications منتشر شد.
مدلی برای طراحی بهتر داروها
محققان گفتند: این سم که مشابه با سوماتواستاتین است، می تواند کلید بهبود داروها برای افراد مبتلا به دیابت و اختلالات هورمونی باشد.
سوماتواستاتین مانند یک پدال ترمز برای بسیاری از فرآیندهای بدن انسان عمل می کند و از بالا رفتن خطرناک سطح قند خون، هورمون های مختلف و بسیاری از مولکول های مهم دیگر جلوگیری می کند. محققان دریافتند سم یک حلزون مخروطی به نام کنسوماتین، به طور مشابه عمل می کند - اما کنسوماتین پایدارتر و خاص تر از هورمون انسانی است که آن را به مدلی امیدوارکننده برای طراحی دارو تبدیل می کند.
با اندازه گیری نحوه تعامل کنسوماتین با اهداف سوماتوستاتین در سلول های انسانی در یک ظرف آزمایشگاهی، محققان دریافتند که کنسوماتین با یکی از همان پروتئین های هدف سوماتوستاتین تعامل دارد. اما در حالی که سوماتوستاتین مستقیماً با چندین پروتئین تعامل دارد، کنسوماتین فقط با یک پروتئین تعامل دارد. این هدف گیری دقیق به این معنی است که سم حلزون مخروطی بر سطح هورمون ها و سطح قند خون تأثیر می گذارد، اما بر سطح بسیاری از مولکول های دیگر تأثیر نمی گذارد.
در واقع، سم حلزون مخروطی با دقت بیشتری نسبت به خاص ترین داروهای مصنوعی طراحی شده برای تنظیم سطح هورمون ها، مانند داروهایی که هورمون رشد را تنظیم می کنند، بر روی هدف خود کار می کند. چنین داروهایی یک درمان مهم برای افرادی هستند که بدنشان بیش از حد هورمون رشد تولید می کند. اثرات کنسوماتین بر قند خون می تواند استفاده از آن را به عنوان یک دارو خطرناک کند، اما با مطالعه ی ساختار آن، محققان می توانند شروع به طراحی داروهایی برای اختلالات غدد درون ریز کنند که عوارض جانبی کمتری دارند.
کنسوماتین، نسبت به داروهای مصنوعی پیشرفته اختصاصی‌تر است - و همچنین به لطف وجود یک اسید آمینه غیرمعمول که تجزیه آن را دشوار می‌کند، بسیار بیشتر از هورمون انسانی در بدن دوام می‌آورد. این یک ویژگی مفید برای محققان دارویی است که به دنبال راه هایی برای ساخت داروهایی هستند که مزایای طولانی مدتی داشته باشند.
آموختن از حلزون های مخروطی
یافتن داروهای بهتر با مطالعه ی سم‌های کشنده ممکن است غیرواقعی به نظر برسد، اما دکتر هلنا صفوی، استاد بیوشیمی در دانشکده پزشکی اسپنسر فاکس اکلس (SFESOM) در دانشگاه یوتا و نویسنده ارشد این مطالعه، توضیح داد که کشندگی این سموم اغلب با هدف گیری دقیق مولکول های خاص در بدن قربانی مرتبط است. همین دقت می تواند در درمان بیماری ها، فوق العاده مفید باشد.
دکتر صفوی گفت: «جانوران سمی از طریق تکامل، اجزای سم خود را تنظیم کرده‌اند تا به هدف خاصی در طعمه ضربه بزنند و آن را مختل کنند. اگر یک جزء منفرد را از مخلوط زهر خارج کنید و ببینید که چگونه فیزیولوژی طبیعی را مختل می کند، آن مسیر اغلب به یک بیماری بسیار مرتبط است و برای شیمیدانان دارویی، این یک میانبر برای تحقیق محسوب می شود».
کنسوماتین، دودمان تکاملی با سوماتواستاتین دارد، اما در طی میلیون‌ها سال تکامل، حلزون مخروطی هورمون خود را به سلاح تبدیل کرده است.
برای ماهی که طعمه ی حلزون مخروطی است، اثرات کشنده کنسوماتین به توانایی آن در جلوگیری از افزایش سطح قند خون بستگی دارد و مهمتر اینکه کنسوماتین به تنهایی کار نمی کند. تیم دکتر صفوی قبلاً دریافته بودند که زهر حلزون مخروطی حاوی سم دیگری است که شبیه انسولین می باشد و سطح قند خون را به سرعت پایین می آورد و سبب می شود طعمه بی حرکت شود. سپس کنسوماتین از بهبود سطح قند خون جلوگیری می کند.
هو یان یونگ، محقق فوق دکترای بیوشیمی در SFESOM و نویسنده اول این مقاله، گفت: «ما فکر می کنیم حلزون مخروطی این سم بسیار انتخابی را ایجاد کرده است تا با سم شبه انسولین همزمان کار کند تا گلوکز را در خون طعمه به سطح بسیار پایینی برساند.
یونگ گفت: این واقعیت که بخش‌های متعددی از زهر حلزون مخروطی تنظیم قند خون را هدف قرار می‌دهند، نشان می‌دهد که این سم می‌تواند شامل بسیاری از مولکول‌های دیگر باشد که کارهای مشابهی انجام می‌دهند. این بدان معناست که نه تنها ممکن است سموم مشابه انسولین و سوماتوستاتین در زهر وجود داشته باشد، بلکه به طور بالقوه ممکن است سموم دیگری نیز در آن وجود داشته باشند که دارای خواص تنظیم کنندگی گلوکز باشند. از چنین سمومی می توان برای طراحی داروهای بهتر برای دیابت استفاده کرد.
ممکن است تعجب آور به نظر برسد که یک حلزون قادر است در طراحی دارو از بهترین شیمیدانان انسانی بهتر عمل می کنند، اما دکتر صفوی اظهار داشت که حلزون های مخروطی یک زمان تکاملی طولانی را گذرانده اند، و ما تنها چند صد سال است که سعی کرده‌ایم شیمی دارویی و تولید دارو را انجام دهیم، و گاهی اوقات به روشی نه چندان خوب. حلزون های مخروطی زمان زیادی برای انجام این کار به نحوی بسیار خوب داشته اند. یا، همانطور که یونگ می گوید، "حلزون های مخروطی واقعاً شیمیدانان خوبی هستند."
منبع:
https://www.sciencedaily.com/releases/2024/08/240820124511.htm