สารประกอบพิษของแมงป่องสามารถฆ่าแบคทีเรียที่เป็นอันตรายได้
นักวิจัยสามารถสังเคราะห์สารประกอบพิษแมงป่องสองชนิดที่มีประสิทธิภาพในการต่อต้านแบคทีเรียที่ติดเชื้อสูงบางสายพันธุ์ สารประกอบเหล่านี้ไม่น่าจะเป็นอันตรายต่อมนุษย์นักวิทยาศาสตร์ให้ความมั่นใจกับเรา
เครดิตรูปภาพ: Edson N. Carcamo-Noriega
สัตว์หลายพันชนิดทั่วโลกมีพิษตั้งแต่แมงมุมไปจนถึงตัวต่อปลางูและกบ
พิษของสัตว์บางชนิดมีความรุนแรงเพียงพอที่จะทำให้เกิดการระคายเคืองเล็กน้อยและกีดกันสัตว์นักล่าที่มีศักยภาพในขณะที่พิษของสัตว์อื่น ๆ เช่นปลาหมึกยักษ์ที่มีวงแหวนสีน้ำเงินขนาดเล็กสามารถฆ่ามนุษย์ที่โตเต็มวัยได้อย่างง่ายดายภายในไม่กี่นาที
อย่างไรก็ตามนักวิจัยยืนยันว่าพิษของสัตว์หลายชนิดอาจเป็นคำตอบของการติดเชื้อและโรคได้เช่นกัน
ตัวอย่างเช่นพิษของ Tropidolaemus wagleriงูพิษสายพันธุ์ที่มีถิ่นกำเนิดในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้สามารถปรับปรุงการรักษาลิ่มเลือดได้และส่วนประกอบสำคัญของพิษแมงมุมใยแมงมุมสามารถช่วยป้องกันความเสียหายของสมองหลังจากเกิดโรคหลอดเลือดสมอง
นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดในแคลิฟอร์เนียและมหาวิทยาลัยอิสระแห่งชาติของเม็กซิโกในเม็กซิโกซิตี้เพิ่งค้นพบอีกครั้งที่มีแนวโน้ม: สารประกอบสองชนิดจากพิษของแมงป่องซึ่งมีถิ่นกำเนิดในเม็กซิโกตะวันออก Diplocentrus meliciสามารถต่อสู้กับแบคทีเรียที่ยากโดยไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อเนื้อเยื่อที่แข็งแรง
ทีมงานได้ทำการวิจัยในหนูเช่นเดียวกับในตัวอย่างเนื้อเยื่อเพื่อทดสอบประสิทธิภาพและความปลอดภัยของสารประกอบ การค้นพบของการศึกษาปรากฏใน PNAS.
การค้นพบสารประกอบใหม่ 2 ชนิด
ศาสตราจารย์ริชาร์ดแซร์จากสแตนฟอร์ดศ. ลูฟาลพอสซานีจากมหาวิทยาลัยอิสระแห่งชาติเม็กซิโกและทีมของพวกเขาได้ค้นพบสิ่งที่น่าสนใจหลังจากการจับตัวอย่างบางส่วนของ ง. melici โดยนักศึกษาวิจัยของ Prof. Possani ในเม็กซิโก
การวิจัยของศ. Possani ได้มุ่งเน้นไปที่การค้นพบวิธีการรักษาทางการแพทย์ใหม่ ๆ โดยอาศัยพิษของแมงป่อง ศ. แซร์เชี่ยวชาญในการตรวจจับปฏิกิริยาเคมีในระดับโมเลกุล
นักวิจัยอาวุโสสองคนและทีมงานของพวกเขาร่วมมือกันในการระบุสารประกอบสำคัญที่สร้างขึ้น ง. melici พิษเป็นสารตะกั่วทางเภสัชวิทยาที่สำคัญ กระบวนการทั้งหมดนั้นลำบากมากและแม้แต่การค้นหาแมงป่องในตอนแรกก็เป็นเรื่องยุ่งยาก
“ การรวบรวมแมงป่องชนิดนี้ทำได้ยากเนื่องจากในช่วงฤดูหนาวและฤดูแล้งแมงป่องจะถูกฝัง เราจะพบได้ในฤดูฝนเท่านั้น” ศ. พอสนีย์อธิบาย
นักวิจัยต้องใช้สิ่งกระตุ้นไฟฟ้าอ่อน ๆ ที่หางของแมงป่องเพื่อ "รีดนม" ตามขั้นตอนนี้ทีมงานจะเห็นว่าพิษเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาลทันทีที่สัมผัสกับอากาศ
หลังจากทำการทดสอบที่ละเอียดอ่อนหลายครั้งนักวิจัยพบว่าสารประกอบทางเคมี 2 ชนิดของ 1,4-benzoquinone ซึ่งพวกเขาสามารถสังเคราะห์จากพิษแมงป่องในปริมาณเล็กน้อยมีส่วนรับผิดชอบต่อการเปลี่ยนแปลงนี้ สารประกอบเหล่านี้แต่ละชนิดเปลี่ยนเป็นสีที่แตกต่างกันหนึ่งสีแดงและสีฟ้าอื่น ๆ เมื่อสัมผัสกับอากาศ
“ เรามีพิษเพียง 0.5 ไมโครลิตรเท่านั้นที่จะใช้งานได้ ซึ่งน้อยกว่าปริมาณเลือดที่ยุงจะดูดในมื้อเดียวถึง 10 เท่า” ศ. ซาเรกล่าว
นักวิทยาศาสตร์อธิบายว่าเบนโซควิโนนมีคุณสมบัติในการต้านจุลชีพและสารประกอบทั้งสองชนิดที่ทีมระบุไม่ทราบมาก่อน พวกเขาแตกต่างกันเล็กน้อยเท่านั้น
“ สารประกอบทั้งสองมีความสัมพันธ์กันทางโครงสร้าง แต่ในขณะที่สารประกอบสีแดงมีอะตอมของออกซิเจนอยู่บนกิ่งก้านหนึ่งส่วนสีน้ำเงินมีอะตอมของกำมะถัน” Shibdas Banerjee, Ph.D. , หนึ่งในผู้เขียนการศึกษาที่รับผิดชอบในการอธิบาย โครงสร้างของสารเคมีที่ค้นพบใหม่
ต่อยที่หาง…ต่อต้านแบคทีเรีย
จากข้อเท็จจริงที่ว่าเบนโซควิโนนสามารถฆ่าเชื้อแบคทีเรียได้นักวิจัยในห้องปฏิบัติการของศ. แซร์ได้ส่งตัวอย่างของสารประกอบที่ค้นพบใหม่ทั้งสองชนิดไปให้ดร. Rogelio Hernández-Pando และเพื่อนร่วมงานของเขาที่สถาบันวิทยาศาสตร์สุขภาพและโภชนาการแห่งชาติ Salvador Zubiránในเม็กซิโกซิตี สำหรับการทดสอบเพิ่มเติม
ทีมงานที่ Salvador Zubiránพบว่า 1,4-benzoquinone สีแดงทำลายได้อย่างมีประสิทธิภาพ เชื้อ Staphylococcus aureusซึ่งติดเชื้อได้สูงในขณะที่ 1,4-benzoquinone สีน้ำเงินสามารถฆ่าเชื้อต่าง ๆ ได้ เชื้อวัณโรคซึ่งรับผิดชอบต่อวัณโรค
สิ่งนี้รวมอยู่ด้วย ม. วัณโรค สายพันธุ์ที่พัฒนาความต้านทานต่อยาปฏิชีวนะหลายชนิด อย่างไรก็ตามยังคงมีคำถามหนึ่งข้อ
“ เราพบว่าสารประกอบเหล่านี้ฆ่าแบคทีเรียได้ แต่คำถามก็กลายเป็นว่า ‘มันจะฆ่าคุณด้วยหรือเปล่า?’” ศ. ซาเรกล่าว
“ และคำตอบคือไม่: กลุ่มของHernández-Pando แสดงให้เห็นว่าสารประกอบสีน้ำเงินฆ่าเชื้อแบคทีเรียวัณโรคได้ แต่ทำให้เยื่อบุปอดในหนูยังคงอยู่”
ศ. ริชาร์ดแซร์
ความลึกลับอื่น ๆ ที่จะเปิดเผย
ความจริงที่ว่าสารประกอบที่ระบุใหม่ทั้งสองมีประสิทธิภาพสูงในการต่อต้านแบคทีเรียที่เป็นอันตรายและดูเหมือนว่าปลอดภัยในการบริหารทำให้พวกเขาเหมาะสำหรับยาและวิธีการรักษาใหม่ ๆ แต่ศ. พอสซานีตั้งข้อสังเกตว่าเส้นทางการวิจัยใหม่นี้จะไม่มีทางเป็นไปได้ถ้าไม่ใช่สำหรับศ. แซร์และทีมงานของเขา
ต้องขอบคุณความจริงที่ว่าศ. ซาเรและเพื่อนร่วมงานได้เรียนรู้วิธีการสังเคราะห์เบนโซควิโนนทั้งสองจากพิษของ ง. melici ว่าตอนนี้นักวิจัยสามารถมองหาวิธีการใช้สารประกอบเหล่านี้เพื่อวัตถุประสงค์ในการรักษาได้
“ ปริมาณของส่วนประกอบพิษที่เราจะได้รับจากสัตว์นั้นต่ำมาก การสังเคราะห์สารประกอบมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความสำเร็จของงานนี้” ศ. พอสซานีอธิบาย
“ โดยปริมาตรพิษแมงป่องเป็นวัสดุที่มีค่าที่สุดในโลก มันต้องใช้เงิน 39 ล้านเหรียญในการผลิตมันหนึ่งแกลลอน” ศ. แซร์กล่าว
“ หากคุณพึ่งพาแมงป่องเพียงอย่างเดียวในการผลิตมันก็ไม่มีใครสามารถจ่ายได้ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องระบุว่าส่วนผสมที่สำคัญคืออะไรและสามารถสังเคราะห์ได้” เขากล่าวย้ำ
ในอนาคตนักวิจัยวางแผนที่จะทำงานร่วมกันต่อไปเพื่อค้นหาวิธีการใช้งาน ง. melici เพื่อความดี ในขณะเดียวกันศ. ซาเรและศ. พอสซานีก็รู้สึกทึ่งว่าเหตุใดสารเคมีปลอดสารพิษทั้งสองชนิดจึงมีอยู่ในพิษแมงป่องตั้งแต่แรกและพวกเขาต้องการที่จะเปิดเผยความลึกลับนี้
“ สารประกอบเหล่านี้อาจไม่ใช่ส่วนประกอบที่เป็นพิษของพิษ เราไม่รู้ว่าทำไมแมงป่องถึงสร้างสารประกอบเหล่านี้ มีความลึกลับมากกว่านี้” ศ. ซาเรกล่าว
