Ενώ μόνο το 10% περίπου από τα περίπου 4.000 γνωστά είδη φιδιών έχουν δηλητήριο που μπορεί να βλάψει τον άνθρωπο, η χρήση γενετικής για τον προσδιορισμό ποια φίδια θα μπορούσαν να είναι θανατηφόρα θα μπορούσε να επιταχύνει την ανάπτυξη καλύτερων θεραπειών για τα δαγκώματα. Ένα νέο εργαλείο που ονομάζεται VenomCap μπορεί να βοηθήσει τους επιστήμονες να ακονίσουν το δηλητήριο σε γενετικό επίπεδο, ώστε να μπορούμε να γνωρίζουμε ποιες είναι πιθανό να μεταφέρουν θανατηφόρες τοξίνες. Η μέθοδος περιγράφεται λεπτομερώς σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στις 19 Σεπτεμβρίου στο περιοδικό Molecular Οικολογικοί Πόροι.
«Έχουμε αναπτύξει ένα εργαλείο που μπορεί να μας πει ποια γονίδια που παράγουν δηλητήριο υπάρχουν σε μια ολόκληρη οικογένεια φιδιών με μια γρήγορη κίνηση», είπε η Sara Ruane, συν-συγγραφέας της μελέτης και η Βοηθός Επιμελήτρια Ερπετολογίας στο Field Museum στο Σικάγο. είπε σε δήλωση.
Γνωρίστε τα δηλητήριά σας
Κάθε ζωντανό ον αποτελείται από DNA, το οποίο περιέχει το γονιδίωμα-ή οδηγίες για όλες τις λειτουργίες στο σώμα ενός οργανισμού. Το γονιδίωμα του φιδιού έχει περίπου 18,00 έως 23,000 γονίδια ανάλογα με το είδος. Χιλιάδες από αυτά τα γονίδια εμπλέκονται στην παραγωγή δηλητηρίου και διαφορετικά είδη φιδιών χρησιμοποιούν πολλαπλούς συνδυασμούς και εκδοχές γονιδίων για την παραγωγή τοξινών.
[Related: Snake venom’s deadly secrets decoded with fake blood vessels.]
«Είναι σημαντικό να γνωρίζουμε τι υπάρχει στο δηλητήριο ενός φιδιού, επειδή διαφορετικά είδη δηλητηρίου κάνουν διαφορετικά πράγματα – ορισμένα δηλητήρια επηρεάζουν το νευρικό σύστημα, μερικά επηρεάζουν το κυκλοφορικό σύστημα, μερικά επηρεάζουν τη λειτουργία των κυττάρων», είπε ο Ruane. «Η γνώση του τι υπάρχει σε ένα συγκεκριμένο είδος δηλητηρίου μπορεί να βοηθήσει στην ανάπτυξη αντιδημητηρίου για τη θεραπεία αυτού του είδους δαγκώματος φιδιού».
Επιπλέον, ορισμένες από τις ενώσεις στα δηλητήρια των φιδιών έχουν χρησιμοποιηθεί για την παρασκευή φαρμάκων που χρησιμοποιούν οι άνθρωποι. Ο πρώτο φάρμακο αναστολέα ΜΕΑ για τη θεραπεία της υψηλής αρτηριακής πίεσης δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας μια ένωση στο δηλητήριο της βραζιλιάνικης οχιάς.
«Μπορείς να αξιοποιήσεις τη δύναμη του θανάτου με ελεγχόμενο τρόπο», λέει ο Ruane.
Πώς λειτουργεί το VenomCap
Υπάρχουν χιλιάδες γονίδια που είναι γνωστό ότι παράγουν δηλητήριο και ολόκληρο το γονιδίωμα κάθε φιδιού έχει δεκάδες χιλιάδες γονίδια. Αυτό καθιστά δύσκολο τον εντοπισμό αυτών που υπάρχουν για δηλητήριο. Για να βοηθήσει αυτή τη διαδικασία, ο Ruane και η ομάδα αυτής της μελέτης ανέπτυξαν το VenomCapto που βοηθά στην εύρεση γονιδίων δηλητηρίου.
Το VenomCap είναι ένα σύνολο ανιχνευτών που συλλαμβάνει ομάδες μορίων που ονομάζονται εξόνια και είναι σχεδιασμένα να αλληλεπιδρούν με μια συγκεκριμένη ομάδα γονιδίων. Το VenomCap μπορεί να συνδεθεί με οποιοδήποτε από τα χιλιάδες γονίδια που είναι γνωστό ότι εμπλέκονται στην παραγωγή δηλητηρίου στα φίδια. Αντί να προσδιορίσει την αλληλουχία ολόκληρου του γονιδιώματος ενός φιδιού – το οποίο κοστίζει πολύ χρόνο και χρήμα – και να αναζητήσει πάνω από 2.000 πιθανά γονίδια που παράγουν δηλητήριο, το VenomCap μπορεί να είναι μια πιο γρήγορη και ευκολότερη εναλλακτική λύση για τους επιστήμονες για να δουν εάν ένα φίδι έχει αυτά τα γονίδια και ποια.
Στη νέα μελέτη, η ομάδα εξέτασε την ικανότητα του VenomCap να συνδέεται με γονίδια που παράγουν δηλητήριο. Χρησιμοποίησαν δείγματα ιστού από 24 είδη φιδιών από το οικογένεια Elapidae. Αυτή η οικογένεια των περίπου 400 ειδών περιλαμβάνει κοραλλιογενή φίδια, κόμπρες και μαμπάς και θεωρείται ιατρικά σημαντικό, καθώς τα δαγκώματα τους μπορούν να καταστρέψουν τον ιστό, να προκαλέσουν κατάρρευση της καρδιάς, να προκαλέσουν τύφλωση και πολλά άλλα.
[Related: Why are there so many snakes?]
Προηγούμενες γονιδιωματικές μελέτες έχουν δείξει ότι πολλά από τα γονίδια που παράγουν δηλητήριο έχουν Elapidae. Σύμφωνα με τη μελέτη, το VenomCap ταίριαξε με αυτά τα αποτελέσματα με 76 τοις εκατό ακρίβεια, κατά μέσο όρο. Η ομάδα πιστεύει ότι το VenomCap μπορεί να χρησιμοποιηθεί με ιστούς που έχουν προηγουμένως συλλεχθεί από οπουδήποτε στο σώμα ενός φιδιού, αντί μόνο με αυτούς που προέρχονται απευθείας από τους δηλητηριώδεις αδένες.
Το VenomCap θα μπορούσε επίσης να διευκολύνει τους επιστήμονες να εξετάσουν τη σχέση μεταξύ των φιδιών στην οικογένεια των ελάπιδων, τον τρόπο ζωής τους και τους τύπους δηλητηρίων που παράγουν.
«Ας υποθέσουμε ότι ενδιαφέρεστε για κάποια στενά συνδεδεμένα είδη φιδιών που φαίνονται διαφορετικά μεταξύ τους, ζουν σε διαφορετικά περιβάλλοντα και τρώνε διαφορετικά πράγματα», είπε ο Ruane. «Το VenomCap θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να συγκρίνουν τα δηλητήρια που παράγουν αυτά τα φίδια και αυτό θα μπορούσε να βοηθήσει στην απάντηση σε ερωτήσεις μεγαλύτερης εικόνας για το εάν τα δηλητήρια εξελίσσονται ώστε να ταιριάζουν με τον τρόπο ζωής των φιδιών ή εάν ο τρόπος ζωής τους εξελίσσεται ώστε να ταιριάζει με το δηλητήριο που παράγουν».
Μια παγκόσμια απειλή για την υγεία
Η χρήση ενός εργαλείου όπως το VenomCap θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να αναπτύξουν καλύτερες μεθόδους για τη θεραπεία των θανατηφόρων τσιμπημάτων φιδιών. Σύμφωνα με τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείαςπερίπου 5,4 εκατομμύρια άνθρωποι δαγκώνονται από φίδια κάθε χρόνο. Τα τσιμπήματα τους οδηγούν σε 1,8 έως 2,7 εκατομμύρια περιπτώσεις δηλητηρίασης και 81.410 έως 137.880 θανάτους ετησίως.
«Το δάγκωμα του φιδιού θεωρείται μια παραμελημένη ασθένεια σε παγκόσμια κλίμακα», είπε ο Ruane. «Στις Ηνωμένες Πολιτείες, δεν ερχόμαστε σε επαφή με δηλητηριώδη φίδια τόσο συχνά, και όταν το κάνουμε, έχουμε εξαιρετικά καλή ιατρική περίθαλψη – αν πάτε γρήγορα στο νοσοκομείο με δάγκωμα φιδιού, είναι σχεδόν βέβαιο ότι δεν πρόκειται να πεθάνετε .»
Ωστόσο, σε άλλα μέρη του κόσμου, τα δηλητηριώδη φίδια είναι πολύ πιο κοινά. Αυστραλία έχει το πιο γνωστό είδος δηλητηριώδους φιδιού από οποιαδήποτε χώρα, με την Ινδία, αρκετές χώρες της Βόρειας Αφρικής να μην είναι πολύ πίσω. Δαγκώματα μπορεί να εμφανιστούν σε μέρη που είναι απομακρυσμένα και μακριά από ιατρική φροντίδα. Τα νοσοκομεία μπορεί να μην έχουν τα κατάλληλα είδη αντιδημητηρίου στη διάθεσή τους λόγω ελλιπών προμηθειών.
«Οποιοδήποτε είδος εργασίας που εξετάζει το δηλητήριο των φιδιών και μας βοηθά να αναγνωρίσουμε τα δηλητήρια που υπάρχουν σε διαφορετικά είδη μπορεί να είναι εξαιρετικά σημαντική για την παροχή βασικών δεδομένων για την ανάπτυξη αποτελεσματικών θεραπειών», δήλωσε ο Ruane.
VIA: popsci.com
