I composti del veleno di scorpione possono uccidere i batteri pericolosi
I ricercatori sono riusciti a sintetizzare due composti di veleno di scorpione che sono efficaci contro alcuni ceppi di batteri altamente infettivi. È improbabile che i composti danneggino gli esseri umani, ci rassicurano gli scienziati.
Credito immagine: Edson N. Carcamo-Noriega
Migliaia di specie animali in tutto il mondo sono velenose, dai ragni alle vespe, ai pesci, ai serpenti e alle rane.
Il veleno di alcuni animali è abbastanza forte da produrre una lieve irritazione e scoraggiare i potenziali predatori, mentre il veleno di altri animali, come il minuscolo polpo dagli anelli blu, potrebbe facilmente uccidere un essere umano adulto in pochi minuti.
Tuttavia, i ricercatori sostengono che molti veleni animali mortali possono anche contenere la risposta a infezioni e malattie.
Ad esempio, il veleno di Tropidolaemus wagleri, una specie di vipera originaria del sud-est asiatico, potrebbe migliorare il trattamento dei coaguli di sangue e un componente chiave del veleno di ragnatela a imbuto potrebbe aiutare a prevenire i danni cerebrali a seguito di un ictus.
Scienziati dell'Università di Stanford, in California, e dell'Università Nazionale Autonoma del Messico, a Città del Messico, hanno recentemente fatto un'altra promettente scoperta: due composti del veleno di uno scorpione originario del Messico orientale, Diplocentrus melici, può combattere i batteri difficili senza causare danni ai tessuti sani.
Il team ha condotto la propria ricerca sui topi e sui campioni di tessuto per testare l'efficacia e la sicurezza dei composti. I risultati dello studio ora compaiono in PNAS.
La scoperta di 2 nuovi composti
Il Prof. Richard Zare, di Stanford, il Prof.Lourival Possani, dell'Università Nazionale Autonoma del Messico, e le loro squadre hanno fatto l'intrigante scoperta in seguito alla cattura di alcuni esemplari di D. melici dagli studenti ricercatori del Prof. Possani in Messico.
La ricerca del Prof. Possani ha ruotato intorno alla scoperta di nuovi trattamenti medici a base di veleno di scorpione. Il Prof. Zare è specializzato nella rilevazione di reazioni chimiche a livello molecolare.
I due ricercatori senior e le loro squadre hanno collaborato all'identificazione dei composti chiave che hanno prodotto D. melici veleno un importante vantaggio farmacologico. L'intero processo è stato molto laborioso e persino trovare gli scorpioni, in primo luogo, è stato complicato.
“La raccolta di questa specie di scorpione è difficile perché durante l'inverno e la stagione secca, lo scorpione viene sepolto. Possiamo trovarlo solo nella stagione delle piogge ”, spiega il Prof. Possani.
Per "mungere" gli scorpioni per il loro veleno, i ricercatori hanno dovuto applicare lievi stimoli elettrici alle code degli aracnidi. Seguendo questa procedura, il team ha visto che il veleno diventava brunastro non appena veniva esposto all'aria.
Dopo aver condotto diversi test sensibili, i ricercatori hanno ritenuto che due composti chimici dell'1,4-benzochinone, che erano stati in grado di sintetizzare da una piccola quantità di veleno di scorpione, fossero responsabili di questo cambiamento. Ciascuno di questi composti assumeva un colore diverso, uno rosso e l'altro blu, quando veniva a contatto con l'aria.
“Avevamo solo 0,5 microlitri di veleno con cui lavorare. Questo è 10 volte inferiore alla quantità di sangue che una zanzara succhia in una singola porzione ", osserva il Prof. Zare.
I benzochinoni, spiegano gli scienziati, hanno proprietà antimicrobiche ei due composti identificati dal team erano precedentemente sconosciuti. Sono solo leggermente diversi l'uno dall'altro.
"I due composti sono strutturalmente correlati, ma mentre quello rosso ha un atomo di ossigeno su uno dei suoi rami, quello blu ha un atomo di zolfo", spiega Shibdas Banerjee, Ph.D., uno degli autori dello studio responsabile del chiarimento del struttura delle sostanze chimiche scoperte di recente.
Un pungiglione nella coda ... contro i batteri
Dato che i benzochinoni possono uccidere i ceppi batterici, i ricercatori del laboratorio del Prof.Zare hanno inviato campioni dei due composti appena scoperti al dottor Rogelio Hernández-Pando e ai suoi colleghi dell'Istituto Nazionale di Scienze della Salute e Nutrizione Salvador Zubirán, a Città del Messico. , per ulteriori test.
Il team di Salvador Zubirán ha scoperto che l'1,4-benzochinone rosso è stato effettivamente distrutto Staphylococcus aureus, che è altamente infettivo, mentre l'1,4-benzochinone blu è stato in grado di uccidere diversi ceppi di Mycobacterium tuberculosis, responsabili della tubercolosi.
Questo incluso M. tuberculosis ceppi che avevano sviluppato resistenza a più antibiotici. Tuttavia, rimaneva ancora una domanda.
"Abbiamo scoperto che questi composti uccidevano i batteri, ma poi la domanda è diventata: 'Ucciderà anche te?'" Osserva il Prof. Zare.
"E la risposta è no: il gruppo di Hernández-Pando ha dimostrato che il composto blu uccide i batteri della tubercolosi ma lascia intatto il rivestimento dei polmoni dei topi".
Prof. Richard Zare
Altri misteri da scoprire
Il fatto che i due composti appena identificati siano altamente efficaci contro batteri mortali e apparentemente sicuri da somministrare li rende candidati ideali per nuovi farmaci e terapie. Eppure, osserva il Prof. Possani, questo nuovo percorso di ricerca non sarebbe mai stato possibile se non fosse stato per il Prof. Zare e il suo team.
È grazie al fatto che il Prof.Zare e colleghi hanno imparato a sintetizzare i due benzochinoni dal veleno di D. melici che i ricercatori saranno ora in grado di cercare modi per utilizzare questi composti a scopo curativo.
“La quantità di componenti del veleno che possiamo ottenere dagli animali è estremamente bassa. La sintesi delle mescole è stata determinante per il successo di questo lavoro ”, spiega il Prof. Possani.
“In volume, il veleno di scorpione è uno dei materiali più preziosi al mondo. La produzione di un gallone costerebbe 39 milioni di dollari ”, osserva il prof. Zare.
"Se dipendevi solo dagli scorpioni per produrlo, nessuno poteva permetterselo, quindi è importante identificare quali sono gli ingredienti critici ed essere in grado di sintetizzarli", sottolinea.
In futuro, i ricercatori prevedono di continuare a lavorare insieme per scoprire come utilizzarli D. melici per sempre. Allo stesso tempo, il Prof. Zare e il Prof. Possani sono incuriositi dal motivo per cui le due sostanze chimiche non tossiche sono presenti in primo luogo nel veleno dello scorpione e vorrebbero svelare questo mistero.
“Questi composti potrebbero non essere la componente velenosa del veleno. Non abbiamo idea del perché lo scorpione produca questi composti. Ci sono più misteri ", dice il Prof. Zare.
