به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، دانشمندان در حال یافتن سرنخ‌هایی در مورد نحوه درمان دیابت و اختلالات هورمونی در مکانی غیرمنتظره هستند. یک تیم تحقیقاتی چندملیتی به سرپرستی دانشمندان دانشگاه یوتا، مؤلفه‌ای را در زهر یک حلزون مخروط 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 خاص و طولانی مدت این سم هورمون مانند که به حلزون کمک می‌کند طعمه خود را شکار کند، همچنین می‌تواند به دانشمندان در طراحی داروهای بهتر برای افراد مبتلا به دیابت یا اختلالات هورمونی کمک کند، شرایطی که می‌تواند جدی و گاهی کشنده باشد. حیوانات سمی انواع مختلفی از سموم را برای از بین بردن طعمه و دفاع در برابر شکارچیان ایجاد کرده‌اند. بسیاری از این سموم به ابزارهای ارزشمندی در تحقیقات اولیه و زیست پزشکی تبدیل شده‌اند و به عنوان سرنخ‌های دارویی، داروها و عوامل تشخیصی توسعه یافته‌اند. در میان دودمان تنوع زیستی جانوران سمی، حلزون‌های مخروط دریایی شکارچی مجموعه وسیعی از پپتیدهای فعال زیستی کوچک به نام کنوپپتیدها یا کونوتوکسین‌ها را ارائه کرده‌اند که عمدتاً سیستم‌های عصبی و حرکتی طعمه را هدف قرار می‌دهند. هر یک از 1000 گونه حلزون مخروطی یک کتابخانه منحصر به فرد از صدها سم پپتیدی را بیان می‌کند، که نشان داده شده است که چندین مورد از آنها در به اصطلاح کابال ها با هم عمل می‌کنند تا اهداف مولکولی را که در یک مدار فیزیولوژیکی خاص به هم متصل هستند، مختل کنند.  به عنوان مثال، حلزون‌های مخروطی برای مختل کردن انتشار پتانسیل‌های عمل در محل اتصال عصبی عضلانی استفاده می‌کنند. سموم کابال حرکتی شامل آنهایی هستند که کانال های کلسیمی با ولتاژ پیش سیناپسی (CaV)، گیرنده های استیل کولین نیکوتینی پس سیناپسی (nAChR) و کانال های سدیم دارای ولتاژ (NaV) روی سلول های عضلانی را مسدود می‌کنند. اولین گونه‌ای که نشان داده شد از انسولین‌های سمی استفاده می‌کند Conus geographus بود، یکی از تنها دو گونه‌ای که از استراتژی شکار توری استفاده می‌کند که با انتشار سموم در آب مشخص می‌شود که باعث کم‌فعالی و ایجاد آرامش می‌شود. ماهی‌هایی که در معرض سم آزاد شده قرار می‌گیرند، تحت تأثیر مواد مخدر به نظر می‌رسند که منجر به ایجاد اصطلاح نیروانا کابال برای توصیف این گروه از سموم شد. کشف اینکه کابال نیروانا حاوی چندین انسولین است که ماهی ها را از طریق القای گلوکز خون پایین به کما می‌برد.

طرحی برای داروهای بهتر

سم مشابه سوماتواستاتین که محققان مشخص کردند می‌تواند کلید بهبود داروها برای افراد مبتلا به دیابت و اختلالات هورمونی باشد. سوماتواستاتین مانند یک پدال ترمز برای بسیاری از فرآیندهای بدن انسان عمل می‌کند و از بالا رفتن خطرناک سطح قند خون، هورمون‌های مختلف و بسیاری از مولکول‌های مهم دیگر جلوگیری می‌کند. محققان دریافتند سم حلزون مخروطی که کنسواتین نام دارد، به طور مشابه عمل می‌کند.  اما کنسوماتین پایدارتر و خاص تر از هورمون انسانی است که آن را به طرحی امیدوارکننده برای طراحی دارو تبدیل می‌کند. با اندازه‌گیری نحوه تعامل کنسوماتین با اهداف سوماتوستاتین در سلول‌های انسانی در یک ظرف، محققان دریافتند که کنسوماتین با یکی از همان پروتئین هایی که سوماتوستاتین انجام می‌دهد 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 هورمون‌ها و سطح قند خون تأثیر می‌گذارد، اما بر سطح بسیاری از مولکول‌های دیگر تأثیر نمی‌گذارد. در واقع، سم حلزون مخروطی با دقت بیشتری نسبت به خاص‌ترین داروهای مصنوعی طراحی شده برای تنظیم سطح هورمون، مانند داروهایی که هورمون رشد را تنظیم می‌کنند، مورد هدف قرار می‌گیرد. چنین داروهایی یک درمان مهم برای افرادی است که بدنشان بیش از حد هورمون رشد تولید می‌کند. اثرات کنسوماتین بر قند خون می‌تواند استفاده از آن را به عنوان یک دارو خطرناک کند، اما با مطالعه ساختار آن، محققان می‌توانند شروع به طراحی داروهایی برای اختلالات غدد درون ریز کنند که عوارض جانبی کمتری دارند. کنسوماتین نسبت به داروهای مصنوعی پیشرفته‌تر 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 مدت داشته باشند.

آموزش از حلزون های مخروطی

یافتن داروهای بهتر با مطالعه سم‌های کشنده ممکن است غیر شهودی به نظر برسد و کشندگی سموم اغلب با هدف قرار دادن دقیق مولکول های خاص در بدن قربانی کمک می‌کند. همین دقت می‌تواند در درمان بیماری فوق العاده مفید باشد. جانوران سمی از طریق تکامل، اجزای سم 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 می‌کند، آن مسیر اغلب در بیماری بسیار مرتبط است." برای شیمیدانان دارویی، این یک مقدار میانبر است. دودمان تکاملی با سوماتواستاتین دارد، اما در طی میلیون‌ها سال تکامل، حلزون مخروطی هورمون خود را به سلاح تبدیل کرد. برای طعمه ماهی حلزون مخروطی، اثرات کشنده کنسوماتین به توانایی آن در جلوگیری از افزایش سطح قند خون بستگی دارد. و مهمتر اینکه کنسوماتین به تنهایی کار نمی‌کند. تیم صفوی قبلاً دریافته بودند که زهر حلزون مخروط حاوی سم دیگری است که شبیه انسولین است و سطح قند خون را به سرعت پایین می‌آورد که طعمه حلزون مخروطی پاسخگو نمی‌شود. سپس کنسوماتین از بهبود سطح قند خون جلوگیری می‌کند. این واقعیت که بخش‌های متعددی از زهر حلزون مخروطی تنظیم قند خون را هدف قرار می‌دهد، 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 انسولین و سموم مشابه سوماتوستاتین در زهر وجود داشته باشد. به طور بالقوه ممکن است سموم دیگری نیز وجود داشته باشند که دارای خواص تنظیم کننده گلوکز باشند. از چنین سمومی می‌توان برای طراحی داروهای دیابت بهتر استفاده کرد. شاید تعجب برانگیز به نظر برسد که یک حلزون بتواند در طراحی دارو از بهترین شیمیدانان انسانی بهتر عمل کند، اما محققان می‌گویند که حلزون‌های مخروطی زمان تکامل را در کنار خود دارند.

پایان مطلب./