3 crawl yang menyeramkan yang boleh merevolusikan kesihatan
Sebilangan besar dari kita takut atau ditolak oleh “minibeasts”, seperti serangga dan labah-labah. Kita sering melihat makhluk seperti perosak, tetapi makhluk kecil ini dapat menyimpan rahsia kesihatan dan terapi yang lebih baik. Dalam ciri Spotlight ini, kami menerangkan bagaimana tiga "crawies menyeramkan" dapat merevolusikan penyelidikan kesihatan.
Manusia selalu mempunyai hubungan cinta-benci dengan makhluk yang cenderung memikat dan memukul kita dengan cara yang sama.
Satu kajian diterbitkan pada tahun 2017 dan diliputi pada Berita Perubatan Hari Ini mendapati bahawa ketakutan manusia terhadap merangkak menyeramkan mungkin "dicantum" ke dalam otak kita dan bahawa kita mungkin mempunyai ketidakpercayaan makhluk ini, seperti labah-labah, bahkan pada masa bayi.
Namun, serangga, arachnid, dan makhluk lain juga memikat manusia - mungkin kerana mereka sangat berbeza dengan kita. Lagipun, rama-rama dapat merasakan dengan kaki mereka, labah-labah dapat "mendengar" melalui rambut kecil di kaki mereka, dan cacing yang dipotong separuh dapat menjana semula "ekor" tubuhnya.
Penulis dan seniman lain telah mengintip dunia serangga selama beratus-ratus tahun, kagum dengan apa yang mereka dapati di sana.
Penyair dan pelukis abad ke-18 William Blake begitu terpikat dengan makhluk kecil sehingga dia pernah, diduga, menganggap dia telah melihat hantu kutu dalam mimpinya, yang kemudian dia lukis.
Pengarang abad ke-4, Franz Kafka, sebaliknya, terkenal dengan rasa jijik yang dialami oleh banyak orang ketika menemui pepijat di rumah tercinta mereka dengan menulis kisah "Metamorfosis."
Dalam kisah ini, watak utama, Gregor Samsa, bangun pada suatu pagi tidak merasa seperti dirinya sendiri. Dia telah menjadi "ungeheures Ungeziefer," yang secara kasar diterjemahkan dari bahasa Jerman bermaksud "hama menakutkan" - serangga pembesaran rambut.
Tetapi penyelidikan baru-baru ini menunjukkan bahawa makhluk hidup menarik dan patut dikaji bukan hanya kerana "dunia lain" atau sebab hubungan mereka dengan manusia dan spesies lain.
Minibeast ini sebenarnya mungkin mempunyai banyak pengajaran dan penawaran dalam konteks penyelidikan klinikal. Dalam ciri Spotlight ini, kita melihat bagaimana tiga crawl yang menyeramkan dapat mengubah wajah terapi kesihatan dan perubatan.
1. Labah-labah boleh menenun rawatan baru
Sindrom iritasi usus (IBS) merujuk kepada kumpulan gejala gastrousus yang wujud, termasuk cirit-birit dan sakit perut yang boleh menjejaskan kualiti hidup seseorang. Menurut data yang diterbitkan pada tahun 2014, kira-kira 11% populasi dunia tinggal bersama IBS.
Pada tahun 2016, penyelidik dari University of Adelaide di Australia, Johns Hopkins University di Baltimore, MD, dan institusi kolaborasi lain menemui potensi sasaran baru untuk rawatan kesakitan yang berkaitan dengan IBS - dalam racun labah-labah.
Lebih khusus lagi, pasukan mendapati bahawa toksin yang dihasilkan oleh spesies tarantula, Makula heteroskodra, dapat mengaktifkan protein (saluran ion), NaV1.1 yang terdapat di saraf usus yang mengeluarkan isyarat kesakitan.
Para penyelidik percaya bahawa penemuan ini dapat menyebabkan rawatan yang lebih disasarkan untuk kesakitan IBS. Dan sememangnya, pada tahun 2018, anggota pasukan awal menerbitkan kajian baru yang melaporkan bahawa mereka telah menemui cara untuk menyekat isyarat sakit pada model tikus IBS.
Juga pada tahun 2018, penyelidik dari University of Queensland dan Institut Neurosains dan Kesihatan Mental Florey - kedua-duanya di Australia - memusatkan perhatian pada sifat terapeutik peptida yang terdapat dalam racun labah-labah: Hm1a.
Pasukan ini, yang diketuai oleh Prof Glenn King dari University of Queensland, dapat menggunakan Hm1a untuk mengaktifkan NaV1.1 secara selektif dalam model tikus sindrom Dravet, bentuk epilepsi yang teruk. Dengan berbuat demikian, para penyelidik dapat menghilangkan kejang pada tikus yang mereka rawat dengan molekul racun labah-labah.
"Laba-laba membunuh mangsanya melalui sebatian racun yang menargetkan sistem saraf," kata penulis bersama kajian Prof Steven Petrou.
"Jutaan tahun evolusi telah menyempurnakan racun labah-labah untuk secara khusus menargetkan saluran ion tertentu, tanpa menyebabkan kesan sampingan pada orang lain, dan ubat-ubatan yang berasal dari racun labah-labah mengekalkan ketepatan ini," Prof Petrou melanjutkan, dengan alasan bahawa penemuan pasukannya sekarang dapat menyebabkan lebih banyak rawatan berkesan untuk sawan pada sindrom Dravet.
Rahsia dan potensi sutera labah-labah
Tetapi racun labah-labah bukan satu-satunya tumpuan dalam penyelidikan bioperubatan. "Sutera labah-labah adalah bahan biologi yang paling sukar," kata Jessica Garb, yang merupakan profesor bersekutu di Jabatan Sains Biologi di University of Massachusetts Lowell.
"Mereka lebih keras daripada baja, namun beratnya lebih sedikit, dan beberapa sutera labah-labah dapat diregangkan hingga tiga kali panjangnya tanpa pecah," lanjutnya. Atas sebab-sebab ini, Garbs dan rakan sekerja telah mempelajari bahan yang sangat nipis dan tahan lasak ini, bertujuan untuk mengetahui apa yang memberi kekuatan dan fleksibiliti sutera labah-labah.
Pada tahun 2018, Garb dan rakan-rakannya menerima geran $ 335,000 dari National Science Foundation untuk penyelidikan mereka mengenai sutera labah-labah. Dengan membuka rahsia, penyelidik berharap mereka dapat menghasilkan formula untuk biomaterial generasi akan datang.
"Sebagai contoh, bahan-bahan ini dapat digunakan untuk memperbaiki helm dan pelindung badan atau peralatan pelindung lain, alat perubatan seperti prostetik, pembalut, dan jahitan, bahkan peralatan olahraga."
Jessica Garb
2. Lipas: Dari perosak hingga ramuan
Lipas yang banyak difitnah juga kelihatan penuh potensi untuk membantu penyelidikan kesihatan. Laporan dari tahun lalu menunjukkan bahawa di China, terdapat peternakan lipas, di mana pengusaha membenarkan lipas berkembang biak secara bebas dalam lingkungan yang bersih.
Walau bagaimanapun, ladang itu menutup nasib makhluk halus ini. Ketika mereka mencapai usia matang, "petani lipas" menjadikan mereka pasta yang seharusnya dapat membantu mengatasi masalah gastrointestinal.
Amalan ini berakar pada tradisi Cina kuno yang mengatakan bahawa lipas boleh menggunakan terapi. Tetapi adakah ini benar?
Menurut penyelidikan awal yang dilakukan pada tahun 2010 oleh penyelidik dari University of Nottingham di United Kingdom, otak lipas dan belalang tidak mengandung sembilan molekul yang dapat membunuh bakteria tahan antibiotik yang kuat. Para penyelidik menguji lipas Amerika, serta dua spesies belalang yang berbeza.
"Kami berharap molekul ini akhirnya dapat dikembangkan menjadi perawatan untuk Escherichia coli dan MRSA [methicillin-resistant Staphylococcus aureus] jangkitan yang semakin tahan terhadap ubat-ubatan semasa, ”kata Simon Lee, salah seorang penyelidik yang terlibat dalam kajian ini.
"Antibiotik baru ini berpotensi memberikan alternatif kepada ubat-ubatan yang ada sekarang yang mungkin berkesan tetapi mempunyai kesan sampingan yang serius dan tidak diinginkan," kata Lee berpendapat.
Apa yang boleh ibu ajarkan kepada ibu lipas
Lipas juga dapat menjadi sumber protein terbaik kami yang seterusnya, menurut sebuah kajian yang terdapat di Jurnal Kesatuan Kristalografi Antarabangsa pada tahun 2016. Satu spesies lipas, Diploptera punctata (lipas kumbang Pasifik),sebenarnya menghasilkan bentuk susu untuk memberi makan kepada mereka yang masih muda.
Susu ini, para penyelidik telah menemui, membentuk kristal protein di usus muda. Kristal ini mengandungi sejumlah besar protein, begitu tinggi, sebenarnya, pengarang bersama Subramanian Ramaswamy menyebutnya sebagai "makanan lengkap."
Walaupun penyiasat mengatakan bahawa susu lipas dapat menjadi bagian dari arena minuman protein baru, dia juga mengakui bahawa prosesnya akan sangat mencabar. Oleh kerana tidak mungkin memerah susu serangga, para penyelidik harus mencari cara untuk menghasilkan susu secara buatan.
D. punctata juga boleh menjadi model pilihan haiwan baru untuk beberapa aspek penyelidikan klinikal, menurut Emily Jennings dan rakan-rakan dari University of Cincinnati di Ohio.
Jennings telah mengkaji penanda genetik wanita hamil D. punctata untuk memahami apa yang berlaku pada pelbagai peringkat semasa kehamilan serangga.
Model baru, penyelidik berharap, dapat memiliki aplikasi yang lebih besar, dan kecoak dapat menyediakan hewan yang lebih murah yang lebih mudah digunakan daripada mamalia, seperti tikus.
"Kami mempunyai lebih dari 1,000 lipas di ruang yang cukup kecil, populasi yang sangat besar dibandingkan dengan apa yang dapat anda simpan dengan tikus. Rejimen makan lipas adalah kos sebungkus besar makanan anjing yang dapat bertahan selama bertahun-tahun, ”catatan Jennings.
3. Semua kegembiraan mengenai racun tawon
Ramai di antara kita yang ketakutan oleh tawon, terutamanya kerana tingkah laku agresif mereka yang kelihatan rawak, dan kerana sengatan mereka dapat menghasilkan reaksi alergi, yang boleh berkisar dari pembengkakan ringan hingga anafilaksis sepenuhnya.
Tetapi ada juga potensi penyembuhan dalam penyakit mereka - sekurang-kurangnya menurut pelbagai kajian klinikal yang dilakukan dalam beberapa tahun terakhir. Sebagai contoh, satu kajian diterbitkan dalam jurnal Toksin pada tahun 2015 mengenal pasti tiga peptida yang terdapat pada racun lebah dan tawon, yang, menurut penulis, mempunyai aplikasi dalam bioperubatan.
Salah satu peptida ini, mastoparan, terdapat dalam racun lebah, tawon kertas, dan tawon sosial. Ia mempunyai sifat antimikroba dan anti-virus, antara jenis potensi terapi lain.
"Mastoparan sendiri atau dalam kombinasi dengan antibiotik lain dapat menjadi alternatif yang menjanjikan untuk memerangi bakteria tahan banyak antibiotik dalam praktik klinikal," tulis penulis kajian.
Walau bagaimanapun, para penyelidik juga memberi amaran bahawa peptida ini boleh menjadi toksik kepada tisu yang sihat, menyerang bakteria dan sel-sel di sekitarnya. "Oleh itu, diperlukan pengembangan strategi baru untuk mengurangi efek samping toksik dari mastoparan, sehingga meningkatkan kemungkinan aplikasi klinikal," kata penulis kajian itu.
Kajian lain, juga dari tahun 2015, menunjukkan bahawa Polybia-MP1 - mastoparan yang terdapat dalam racun tawon sosial Polybia paulista - dapat menghambat percambahan sel barah pundi kencing dan prostat, serta sel leukemia tahan ubat.
Peptida melakukan ini dengan mencucuk lubang ke selaput sel barah, menjadikannya "bocor" kandungan molekulnya.
Lebih mengejutkan lagi, penyelidikan dari University of California di Riverside - diterbitkan tahun lalu di Biokimia - mengenal pasti kelas baru peptida racun tawon, ampulexins, yang dihasilkan oleh Ampulex compressa (tawon permata zamrud), yang dapat membuka jalan baru untuk rawatan Parkinson.
Tawon permata zamrud terkenal - ia menyengat lipas, pertama melumpuhkannya dan kemudian "mengendalikan" otak mereka sehingga lipas menjadi lesu dan mudah dimanipulasi.
Pada akhirnya, ini memungkinkan tawon memasukkan telurnya ke dalam badan lipas sehingga ketika menetas, larva tawon dapat menggunakannya sebagai sumber makanan pertama mereka.
Menyusahkan proses ini, ia memberikan University of California petunjuk penting - keadaan kecoak yang tidak bergerak serupa dengan beberapa gejala penyakit Parkinson.
Oleh kerana ampulexins nampaknya bertanggung jawab untuk mendorong pergerakan itu, para penyelidik bertujuan untuk mempelajarinya dengan harapan ini akan membolehkan mereka mencari sasaran selular baru untuk rawatan Parkinson.
Ciri Sorotan ini mungkin tidak banyak membantu mengurangkan rasa tidak percaya anda terhadap makhluk kecil. Namun, setelah membacanya, mungkin lain kali jika anda ingin melarikan diri ketika melihat tawon atau melempar selipar ke labah-labah, anda akan berfikir semula dan menganggap bahawa minibeast kecil yang miskin suatu hari nanti akan membawa jalan ke perubatan besar seterusnya penemuan.
