کشف جزئیاتی در مورد زهر حلزون دریایی می تواند عملکرد انسولین را بهبود بخشد

12 فوریه 2019 - محققان دانشگاه Utah Health با درک جزئیات عملکرد انسولینهای موجود در سم حلزون مخروطی، یک گام به توسعه ی یک انسولین سریع الاثرتر برای درمان دیابت نزدیک شدند.

اگرچه حلزون مخروطی دریایی نسبتا کم تحرک است اما از چندین استراتژی برای شکار استفاده می کند. برخی از گونه های این حلزون با انتشار سم به آبهای اطراف به شکار ماهی می پردازند. ماهی با ورود به منطقه ی حاوی سم، به انسولین سریع الاثر موجود در سم تسلیم شده و به دلیل افت قند خون شدید بی حرکت می شود. همانطور که ماهی دست و پا می زند، حلزون از پوسته ی خود خارج می شود تا قربانی بی حرکت خود را ببلعد.

نتایج این مطالعه در شماره ی ماه فوریه ی مجلهeLife در دسترس است.

دکتر Safavi-Hemami، استادیار بیوشیمی در دانشگاه Utah Health و نویسنده ی ارشد این مقاله، گفت: این نوع از حلزون ها دارای یک استراتژی برای شکار طعمه ی خود با 200 ترکیب مختلف از جمله انسولین هستند. ما با مطالعه ی حیوانات مختلف، چیزیهای زیادی از طبیعت و میلیون ها سال تکامل یاد می گیریم.

انسولین، یکی از هورمونهای تولید شده توسط پانکراس برای تنظیم قند خون، متشکل از دو زنجیره ی A و B است. زنجیره یB ، با تشکیل دیمرها و هگزامرهایی اجازه می دهد پانکراس هورمون انسولین را برای استفاده بعدی ذخیره کند. این بخش همچنین برای فعال کردن گیرنده های انسولین که به سلولها پیام می دهند تا قند را از خون جذب کند، ضروری است. قبل از آن که انسولین بتواند قند خون را کاهش دهد، باید چندین تبدیل بر روی آن انجام شود تا از حالت خوشه ای(دیمر و هگزامر) خارج گردد.

فرد مبتلا به دیابت نوع 1 قادر به تولید انسولین نیست و نیاز به تزریق روزانه ی انسولین برای کنترل قند خون خود دارد. علیرغم دهه ها تحقیق، انسولینهای سنتتیک همچنان حاوی زنجیره ی B برای فعال کردن گیرنده و کاهش قند خون هستند و این بخش از انسولین تا 3090 دقیقه تاثیر دارو را به تاخیر می اندازد.

دکترSafavi-Hemami  و تیم او عملکرد هفت توالی مختلف انسولین موجود در زهر سه گونه از حلزون های مخروطی به نامهای C. geographus ، C. tulipa  و C. kinoshitai را بررسی کردند. به طور غیر منتظره، هر گونه از حلزونها، انسولینی با ساختاری کمی متفاوت تولید می کرد. با وجود این اختلاف، همه ی انواع انسولینهای حلزونهای مورد مطالعه، به سرعت عمل می کردند، زیرا آن قسمت چسبنده ی زنجیره B موجود در انسولین انسانیف را نداشتند.

دکتر Danny Hung-Chieh Chou، استاد بیوشیمی و یکی از نویسندگان این مقاله، گفت: تکامل ممکن است نیروی محرکی برای افزایش تنوع مولکولی مواد سمی باشد که گونه های حلزون مخروطی برای شکار طعمه ی خود استفاده می کنند.

محققان چگونگی تاثیر هر یک از انسولینهای موجود در سم حلزونها را در کاهش قند خون ماهی zebrafish و موش بررسی کردند. این حیوانات مدل با استرپتوزوتوسین تیمار شدند تا علائم دیابت نوع 1 را قبل از اینکه به آنها انسولین های سنتز شده ی متفاوت(انسولینهایی مشابه با انسولین موجود در سم حلزون) تزریق شود، نشان دهند.

دکتر Safavi-Hemami دریافت که 3 عدد از انسولینهای موجود در سم ( Con-Ins T1Aاز گونه ی C. tulipa، Con-Ins G1 از گونه ی C. geographus و Con-Ins K1 از گونه یC. kinoshitai ) قند خون حیوانات مدل را به طور موثری کاهش می دهند. با استفاده از سل لاینها، محققان متوجه شدند که انسولین های حلزون مخروطی به رغم این که فاقد زنجیره یB  می باشند، قادر به اتصال و فعال کردن گیرنده های انسولین انسانی هستند. با این حال، این توالی ها 10 تا 20 برابر قدرت کمتری نسبت به انسولین انسانی دارند.

به گفته ی Safavi-Hemami، هر یک از پیکربندی های منحصر به فرد این انسولینها، یک الگوی اندکی متفاوت برای طراحی داروهای جدید سریع العمل و موثر به محققان ارائه داد.

دکتر Safavi-Hemami گفت: ما شروع به کشف اسرار حلزونهای مخروطی کرده ایم و امیدواریم از آنچه آموختیم برای ابداع رویکردهای جدید برای درمان دیابت استفاده کنیم.

منبع و سایت خبر:

eLife, 2019; 8 DOI: 10.7554/eLife.41574

www.sciencedaily.com/releases/2019/02/190212081549.htm