3 striscianti striscianti che possono rivoluzionare la salute
Molti di noi sono spaventati o disgustati dai "minibeast", come insetti e ragni. Spesso consideriamo tali creature come parassiti, ma queste minuscole creature potrebbero nascondere il segreto per una salute e terapie migliori. In questa funzione Spotlight, spieghiamo come tre "crawlies inquietanti" possono rivoluzionare la ricerca sulla salute.
Gli esseri umani hanno sempre avuto una relazione di amore-odio con le creature, che tendono ad affascinarci e respingerci in egual misura.
Uno studio pubblicato nel 2017 e trattato su Notizie mediche oggi ha scoperto che la paura degli umani per i gattoni raccapriccianti può essere "impressa" nel nostro cervello e che potremmo avere questa sfiducia nelle creature, come i ragni, anche nell'infanzia.
Tuttavia, anche gli insetti, gli aracnidi e altre creature affascinano gli esseri umani, forse perché sono molto diversi da noi. Dopotutto, le farfalle possono gustare con i piedi, i ragni possono "sentire" attraverso i peli delle zampe e un verme tagliato a metà può rigenerare la "coda" del suo corpo.
Scrittori e altri artisti scrutano il mondo degli insetti da centinaia di anni, sbalorditi da ciò che vi hanno trovato.
Il poeta e pittore del XVIII secolo William Blake era così preso da creature minuscole che una volta, presumibilmente, pensava di aver visto il fantasma di una pulce nei suoi sogni, che poi ha continuato a dipingere.
L'autore di inizio secolo, Franz Kafka, d'altra parte, ha notoriamente costruito sul disgusto che molte persone provano quando si imbattono negli insetti nelle loro amate case scrivendo la storia "La metamorfosi".
In questo racconto, il personaggio principale, Gregor Samsa, si sveglia una mattina senza sentirsi se stesso. È diventato "ungeheures Ungeziefer", che tradotto approssimativamente dal tedesco significa "parassita spaventoso" - un insetto che fa rizzare i capelli.
Ma ricerche recenti suggeriscono che le creature sono affascinanti e vale la pena studiarle non solo per la loro "ultraterrena" o per la loro relazione con gli esseri umani e altre specie.
Questi minibeast possono effettivamente avere molto da insegnare e da offrire nel contesto della ricerca clinica. In questa funzione Spotlight, esaminiamo come tre striscianti crawlies possono cambiare il volto della salute e della terapia medica.
1. I ragni possono tessere nuovi trattamenti
La sindrome dell'intestino irritabile (IBS) si riferisce a un gruppo coesistente di sintomi gastrointestinali, tra cui diarrea e dolore addominale che possono influire gravemente sulla qualità della vita di una persona. Secondo i dati pubblicati nel 2014, circa l'11% della popolazione mondiale convive con l'IBS.
Nel 2016, i ricercatori dell'Università di Adelaide in Australia, la Johns Hopkins University di Baltimora, MD, e altre istituzioni che hanno collaborato hanno trovato un nuovo potenziale obiettivo per il trattamento del dolore correlato all'IBS: il veleno di ragno.
Più specificamente, il team ha scoperto che le tossine prodotte da una specie di tarantola, Heteroscodra maculato, sono stati in grado di attivare una proteina (canale ionico), NaV1.1, presente nei nervi intestinali che invia segnali di dolore.
I ricercatori credevano che questa scoperta potesse portare a trattamenti più mirati per il dolore IBS. E infatti, nel 2018, i membri del team iniziale hanno pubblicato un nuovo studio che riportava di aver trovato un modo per bloccare il segnale del dolore nei modelli murini di IBS.
Sempre nel 2018, i ricercatori dell'Università del Queensland e del Florey Institute of Neuroscience and Mental Health - entrambi in Australia - si sono concentrati sulle proprietà terapeutiche di un peptide presente nel veleno del ragno: Hm1a.
Il team, guidato dal Prof. Glenn King dell'Università del Queensland, è stato in grado di utilizzare Hm1a per attivare selettivamente NaV1.1 nei modelli murini della sindrome di Dravet, una forma grave di epilessia. In questo modo, i ricercatori sono stati in grado di eliminare le convulsioni nei topi trattati con la molecola del veleno di ragno.
"I ragni uccidono la loro preda attraverso composti velenosi che prendono di mira il sistema nervoso", osserva il coautore dello studio, il prof. Steven Petrou.
"Milioni di anni di evoluzione hanno perfezionato il veleno di ragno per mirare specificamente a determinati canali ionici, senza causare effetti collaterali su altri, e i farmaci derivati dai veleni di ragno mantengono questa accuratezza", continua il prof. trattamenti efficaci per le convulsioni nella sindrome di Dravet.
I segreti e il potenziale della seta di ragno
Ma il veleno di ragno non è l'unico obiettivo della ricerca biomedica. "Le sete di ragno sono il materiale biologico più resistente", afferma Jessica Garb, professore associato presso il Dipartimento di scienze biologiche dell'Università del Massachusetts Lowell.
"Sono più resistenti dell'acciaio, ma pesano molto meno e alcune sete di ragno possono essere allungate fino a tre volte la loro lunghezza senza rompersi", continua. Per questi motivi, Garbs e colleghi hanno studiato questo materiale incredibilmente sottile e resistente, con l'obiettivo di scoprire cosa conferisce alla seta di ragno la sua forza e versatilità.
Nel 2018, Garb e colleghi hanno ricevuto una sovvenzione di $ 335.000 dalla National Science Foundation per la loro ricerca sulla seta di ragno. Svelando il suo segreto, gli investigatori sperano di riuscire a trovare una formula per i biomateriali di prossima generazione.
"Ad esempio, questi materiali potrebbero essere utilizzati per migliorare caschi e giubbotti antiproiettile o altri dispositivi di protezione, dispositivi medici come protesi, bende e punti di sutura, persino attrezzature sportive".
Jessica Garb
2. Scarafaggi: dal parassita alla pozione
Il tanto diffamato scarafaggio sembra anche essere pieno di potenziale quando si tratta di aiutare la ricerca sulla salute. I rapporti dello scorso anno indicano che in Cina ci sono allevamenti di scarafaggi, in cui gli imprenditori consentono agli scarafaggi di riprodursi liberamente in un ambiente completamente igienizzato.
Tuttavia, la fattoria segna il destino di queste povere creature. Quando raggiungono la maturità, gli "allevatori di scarafaggi" li macinano in una pasta che dovrebbe aiutare a trattare i problemi gastrointestinali.
Questa pratica ha le sue radici nelle antiche tradizioni cinesi che sostengono che gli scarafaggi possano avere un uso terapeutico. Ma è vero?
Secondo una ricerca preliminare condotta nel 2010 da ricercatori dell'Università di Nottingham nel Regno Unito, il cervello di scarafaggi e locuste contiene non meno di nove molecole in grado di uccidere potenti batteri resistenti agli antibiotici. Gli investigatori hanno testato lo scarafaggio americano e due diverse specie di locuste.
“Ci auguriamo che queste molecole possano eventualmente essere sviluppate in trattamenti per Escherichia coli e MRSA [resistente alla meticillina Staphylococcus aureus] infezioni che sono sempre più resistenti agli attuali farmaci ", osserva Simon Lee, uno dei ricercatori coinvolti in questo studio.
"Questi nuovi antibiotici potrebbero potenzialmente fornire alternative ai farmaci attualmente disponibili che possono essere efficaci ma avere effetti collaterali gravi e indesiderati", sostiene Lee.
Cosa possono insegnarci le madri scarafaggio
Gli scarafaggi potrebbero anche essere la nostra prossima grande fonte di proteine, secondo uno studio pubblicato nel Giornale dell'Unione Internazionale di Cristallografia nel 2016. Una specie di scarafaggio, Diploptera punctata (lo scarafaggio coleottero del Pacifico),produce effettivamente una forma di latte per nutrire i suoi piccoli vivi.
Questo latte, hanno scoperto i ricercatori, forma cristalli proteici nell'intestino dei giovani. Questi cristalli contengono un'elevata quantità di proteine, così alta, infatti, che il coautore dello studio Subramanian Ramaswamy li ha definiti "un alimento completo".
Sebbene il ricercatore abbia suggerito che il latte di scarafaggio potrebbe diventare una parte dell'arena delle nuove bevande proteiche, ha anche ammesso che il processo sarebbe difficile. Poiché non è possibile mungere gli insetti, i ricercatori dovrebbero trovare un modo per produrre il latte artificialmente.
D. punctata potrebbe anche diventare il nuovo modello animale di preferenza per alcuni aspetti della ricerca clinica, secondo Emily Jennings e colleghi dell'Università di Cincinnati in Ohio.
Jennings ha studiato i marcatori genetici delle donne in gravidanza D. punctata per capire cosa succede nelle varie fasi della gravidanza dell'insetto.
Il nuovo modello, spera il ricercatore, potrebbe avere applicazioni più ampie e gli scarafaggi potrebbero fornire animali più economici con cui è più facile lavorare rispetto ai mammiferi, come i topi.
“Abbiamo oltre 1.000 scarafaggi in uno spazio abbastanza piccolo, una popolazione enorme rispetto a quello che puoi tenere con i topi. Il regime alimentare degli scarafaggi è il costo di un grande sacchetto di cibo per cani che può durare per anni ", osserva Jennings.
3. Tutto il brusio sul veleno di vespa
Molti di noi sono terrorizzati dalle vespe, principalmente a causa del loro comportamento aggressivo apparentemente casuale e perché la loro puntura può produrre reazioni allergiche, che possono variare da un lieve gonfiore a un'anafilassi conclamata.
Ma c'è anche un potenziale curativo nella loro puntura, almeno secondo una serie di studi clinici condotti negli ultimi anni. Ad esempio, uno studio pubblicato sulla rivista Tossine nel 2015 hanno identificato tre peptidi presenti nei veleni di api e vespe, che, sostengono gli autori, hanno applicazioni in biomedicina.
Uno di questi peptidi, mastoparan, è presente nel veleno di calabroni, vespe di carta e vespe sociali. Ha proprietà antimicrobiche e antivirali, tra gli altri tipi di potenziale terapeutico.
"Mastoparan da solo o in combinazione con altri antibiotici potrebbe essere una promettente alternativa per combattere i batteri resistenti agli antibiotici multipli nella pratica clinica", scrivono gli autori dello studio.
Tuttavia, i ricercatori avvertono anche che questo peptide può essere tossico per i tessuti sani, attaccando i batteri e le cellule circostanti allo stesso modo. "Pertanto, è necessario lo sviluppo di nuove strategie per ridurre gli effetti collaterali tossici del mastoparan, migliorando così la fattibilità delle applicazioni cliniche", sottolineano gli autori dello studio.
Un altro studio, sempre del 2015, ha suggerito che Polybia-MP1 - un mastoparano presente nel veleno della vespa sociale Polybia paulista - è stato in grado di inibire la proliferazione delle cellule tumorali della vescica e della prostata, nonché delle cellule leucemiche resistenti ai farmaci.
Il peptide fa questo perforando le membrane delle cellule tumorali, facendole "perdere" il loro contenuto molecolare.
Ancora più sorprendentemente, la ricerca dell'Università della California a Riverside, pubblicata lo scorso anno in Biochimica - identificato una nuova classe di peptidi del veleno di vespa, ampulexine, prodotti da Ampulex compressa (la vespa gioiello di smeraldo), che potrebbe aprire una nuova strada per i trattamenti del Parkinson.
La vespa gioiello di smeraldo è famigerata: punge gli scarafaggi, prima per paralizzarli e poi per "controllare" il loro cervello in modo che gli scarafaggi diventino letargici e facili da manipolare.
In definitiva, questo consente alle vespe di inserire le loro uova nei corpi degli scarafaggi in modo che quando si schiudono, le larve di vespe possano usarlo come prima fonte di cibo.
Per quanto raccapricciante sia questo processo, ha dato all'Università della California un importante vantaggio: lo stato immobile degli scarafaggi punti è simile ad alcuni sintomi del morbo di Parkinson.
Poiché le ampulexine sembrano essere responsabili dell'induzione dell'immobilità, i ricercatori mirano a studiarle nella speranza che queste consentano loro di trovare un nuovo bersaglio cellulare per i trattamenti del Parkinson.
Questa funzione Spotlight potrebbe non aver fatto molto per alleviare la tua sfiducia nei confronti delle piccole creature. Tuttavia, dopo averlo letto, forse la prossima volta che vorrai scappare alla vista di una vespa o lanciare una pantofola a un ragno, ci ricrederai e considererai che la povera piccola bestia un giorno potrebbe aprire la strada alla prossima grande medicina scoperta.
