يمكن لمركبات سم العقرب أن تقتل البكتيريا الخطرة
تمكن الباحثون من تصنيع مركبين من سم العقرب فعالين ضد بعض سلالات البكتيريا شديدة العدوى. يطمئن العلماء إلى أنه من غير المرجح أن تؤذي هذه المركبات البشر.
تفاصيل الصورة تظهر البروفيسور ريتشارد زاري يحمل Diplocentrus melici ، وهو نوع من العقرب بسم له إمكانية الشفاء.رصيد الصورة: Edson N. Carcamo-Noriega
الآلاف من أنواع الحيوانات حول العالم سامة ، من العناكب إلى الدبابير والأسماك والثعابين والضفادع.
سم بعض الحيوانات يكون قويًا بدرجة كافية فقط لإحداث تهيج خفيف وتثبيط الحيوانات المفترسة المحتملة ، في حين أن سم الحيوانات الأخرى ، مثل الأخطبوط الصغير ذو الحلقة الزرقاء ، يمكن أن يقتل بسهولة إنسانًا بالغًا في غضون دقائق.
ومع ذلك ، يجادل الباحثون بأن العديد من سموم الحيوانات القاتلة قد تحمل أيضًا إجابة للعدوى والمرض.
على سبيل المثال ، سم تروبيدوليموس واجليري، أحد أنواع الأفعى الأصلية في جنوب شرق آسيا ، يمكن أن يحسن علاج الجلطات الدموية ، ويمكن أن يساعد مكون رئيسي في سم العنكبوت القمع على الويب في منع تلف الدماغ بعد السكتة الدماغية.
اكتشف علماء من جامعة ستانفورد في كاليفورنيا والجامعة الوطنية المستقلة في المكسيك في مكسيكو سيتي مؤخرًا اكتشافًا واعدًا آخر: مركبان من سم العقرب الأصلي في شرق المكسيك ، ديبلوسنتروس ميليسييمكن أن يقاوم البكتيريا الصعبة دون التسبب في ضرر للأنسجة السليمة.
أجرى الفريق أبحاثهم على الفئران ، وكذلك في عينات الأنسجة ، لاختبار فعالية المركبات وسلامتها. تظهر نتائج الدراسة الآن في PNAS.
اكتشاف مركبين جديدين
قام البروفيسور ريتشارد زاري ، من جامعة ستانفورد ، والبروفيسور لوريفال بوساني ، من الجامعة الوطنية المستقلة في المكسيك ، وفرقهم باكتشاف مثير للاهتمام بعد التقاط بضع عينات من د. ميليسي من قبل طلاب أبحاث البروفيسور بوساني في المكسيك.
تدور أبحاث البروفيسور بوساني حول اكتشاف علاجات طبية جديدة تعتمد على سم العقرب. البروفيسور Zare متخصص في الكشف عن التفاعلات الكيميائية على المستوى الجزيئي.
تعاون الباحثان الكبيران وفرقهما في تحديد المركبات الرئيسية التي صنعت د. ميليسي سم رصاص دوائي مهم. كانت العملية برمتها شاقة للغاية ، وحتى العثور على العقارب ، في المقام الأول ، كان صعبًا.
"جمع هذا النوع من العقارب صعب لأنه خلال فصل الشتاء وفصول الجفاف ، يتم دفن العقرب. يشرح البروفيسور بوساني: "يمكننا أن نجدها فقط في موسم الأمطار".
من أجل "حلب" العقارب للحصول على سمومها ، كان على الباحثين تطبيق محفزات كهربائية خفيفة على ذيول العنكبوتيات. بعد هذا الإجراء ، لاحظ الفريق أن السم تحول إلى اللون البني بمجرد تعرضه للهواء.
بعد إجراء العديد من الاختبارات الحساسة ، اعتبر الباحثون أن مركبين كيميائيين من 1.4-benzoquinone - والتي تمكنوا من تصنيعها من كمية صغيرة من سم العقرب - كانا مسؤولين عن هذا التغيير. تحول كل من هذه المركبات إلى لون مختلف ، أحدهما أحمر والآخر أزرق ، عند ملامسته للهواء.
"لم يكن لدينا سوى 0.5 ميكرولتر من السم لنتعامل معه. هذا أقل بعشر مرات من كمية الدم التي تمتصها البعوضة في وجبة واحدة ، "يلاحظ البروفيسور زاري.
يشرح العلماء أن البنزوكينونات لها خصائص مضادة للميكروبات ، والمركبان اللذان حددهما الفريق لم يكن معروفًا من قبل. هم فقط مختلفون بمهارة عن بعضهم البعض.
يوضح شبداس بانيرجي ، دكتوراه ، أحد مؤلفي الدراسة المسؤولين عن توضيح هيكل المواد الكيميائية المكتشفة حديثًا.
لدغة في الذيل ... ضد البكتيريا
بالنظر إلى حقيقة أن البنزوكينونات يمكن أن تقتل السلالات البكتيرية ، أرسل الباحثون في مختبر البروفيسور زاري عينات من المركبين المكتشفين حديثًا إلى الدكتور روجيليو هيرنانديز باندو وزملائه في معهد سلفادور زوبيران الوطني لعلوم الصحة والتغذية ، في مكسيكو سيتي ، لمزيد من الاختبارات.
وجد الفريق في Salvador Zubirán أن 1،4-benzoquinone الأحمر قد دمر بشكل فعال المكورات العنقودية الذهبية، وهو شديد العدوى ، في حين أن الأزرق 1،4 بنزكوينون كان قادرًا على قتل سلالات مختلفة من السل الفطري، وهي المسؤولة عن مرض السل.
وشمل ذلك مرض السل سلالات طورت مقاومة لمضادات حيوية متعددة. ومع ذلك ، لا يزال هناك سؤال واحد.
"وجدنا أن هذه المركبات تقتل البكتيريا ، ولكن بعد ذلك أصبح السؤال ،" هل ستقتلك أيضًا؟ "يلاحظ البروفيسور زاري.
"والجواب لا: أظهرت مجموعة هيرنانديز باندو أن المركب الأزرق يقتل بكتيريا السل ولكنه يترك بطانة الرئتين في الفئران سليمة."
البروفيسور ريتشارد زاري
المزيد من الألغاز للكشف عنها
حقيقة أن المركبين اللذين تم تحديدهما حديثًا فعالان للغاية ضد البكتيريا القاتلة ويبدو أنهما آمنان للإعطاء يجعلهما مرشحين مثاليين للأدوية والعلاجات الجديدة. ومع ذلك ، يلاحظ البروفيسور بوساني أن هذا المسار البحثي الجديد لم يكن ليصبح ممكنًا أبدًا لولا البروفيسور زاري وفريقه.
بفضل حقيقة أن البروفيسور زاري وزملائه تعلموا كيفية تصنيع البنزوكوينون من سم D. melici سيتمكن الباحثون الآن من البحث عن طرق لاستخدام هذه المركبات لأغراض الشفاء.
"كمية مكونات السم التي يمكننا الحصول عليها من الحيوانات منخفضة للغاية. كان تركيب المركبات عاملاً حاسمًا في نجاح هذا العمل "، يوضح البروفيسور بوساني.
"من حيث الحجم ، يعتبر سم العقرب من أثمن المواد في العالم. ستكلف 39 مليون دولار لإنتاج غالون منه ، "يلاحظ البروفيسور زاري.
ويؤكد: "إذا كنت تعتمد فقط على العقارب لإنتاجها ، فلن يستطيع أحد تحمل تكلفتها ، لذلك من المهم تحديد المكونات الأساسية والقدرة على تصنيعها".
في المستقبل ، يخطط الباحثون لمواصلة العمل معًا لمعرفة كيفية الاستخدام د. ميليسي من أجل الخير. في الوقت نفسه ، فإن البروفيسور زاري والبروفيسور بوساني مفتونان بسبب وجود المادتين الكيميائيتين غير السامتين في سم العقرب في المقام الأول ، ويريدان كشف هذا اللغز.
"قد لا تكون هذه المركبات هي المكون السام للسم. ليس لدينا أي فكرة عن سبب صنع العقرب لهذه المركبات. يقول البروفيسور زاري: "هناك المزيد من الألغاز.