Книжный скорпион (Chelifer cancroides), длиной всего несколько миллиметров, является самым известным представителем псевдоскорпионов, отряда паукообразных, в Центральной Европе. Он охотится на клещей домашней пыли, короедов и книжных вшей в жилых помещениях. Он также убивает вредителей в ульях. Для этого он часто использует свой яд.
Впервые исследователи из Гессена (Германия) всесторонне охарактеризовали компоненты этого яда — и обнаружили молекулы с сильным эффектом против так называемых больничных микробов. Результаты могут помочь в борьбе с трудно поддающимися лечению инфекционными заболеваниями в будущем.
Хотя они представляют собой разнообразную группу паукообразных, насчитывающую около 3000 видов по всему миру, псевдоскорпионы, в отличие от скорпионов, малоизвестны и едва ли исследовались как ядовитые животные. Они похожи на своих более крупных родственников своими длинными когтями по сравнению с телом, хотя их брюшко не разделено или имеет ядовитое жало.
Однако их небольшой размер, всего от 1 до 7 миллиметров, затрудняет анализ их яда, который они впрыскивают в свою добычу через ядовитые железы на когтях.
Группа исследователей из Гессена из Центра трансляционной геномики биоразнообразия LOEWE (LOEWE-TBG) и других учреждений впервые успешно искусственно воспроизвела все известные виды семейства токсинов из скорпиона-книжника (Chelifer cancroides) и исследовала их активность.
Ученые обнаружили удивительно сильную активность против хорошо известного больничного микроба, называемого метициллин-резистентным золотистым стафилококком (MRSA). Стафилококки — это распространенные бактерии, которые колонизируют кожу и слизистые оболочки.
Особенностью штаммов MRSA является то, что они устойчивы к антибиотику метициллину и поэтому вызывают у людей трудно поддающиеся лечению инфекции, в том числе после хирургических операций.
Семейство анализируемых токсинов было недавно обнаружено в предыдущем исследовании по расшифровке коктейля из яда книжного скорпиона и названо «чекацинами». Чтобы быстро и эффективно узнать больше о механизме действия этого ранее неизвестного класса токсинов, различные рабочие группы из Центра LOEWE TBG параллельно тестировали активность токсинов против образования опухолей, бактерий и воспалений.
Испытания проводились в Институте трансляционной медицины и фармакологии Фраунгофера (ITMP) во Франкфурте, в Университете Гёте во Франкфурте и в Институте молекулярной биологии и прикладной экологии Фраунгофера IME, филиале института Биоресурсы (IME-BR) в Гиссене. Исследование опубликовано в журнале iScience .
Однако прежде чем станет возможным фармакологическое применение, необходимо преодолеть еще несколько препятствий. «Наши данные показывают, что чекацины, к сожалению, также обладают определенной токсичностью для клеток человека и, возможно, сами по себе могут вызывать воспалительные реакции.
«Поэтому нам по-прежнему необходимо оптимизировать их структуру и, следовательно, их действие с помощью биотехнологических процессов, как в случае с другими активными веществами», — объясняет соавтор исследования Пелин Эркоч.
«Однако потенциал этих соединений уже очевиден. Прогнозируется, что устойчивые к антибиотикам инфекции могут стать основной причиной смерти от болезней во всем мире в ближайшие десятилетия. Поэтому важно искать новые решения с необычными идеями», — добавляет Михаэль Марнер, научный сотрудник-постдокторант Fraunhofer IME-BR и соавтор исследования.
«Животные яды — это настоящая сокровищница потенциальных кандидатов на роль лекарств, но пока изучена лишь малая их часть», — подчеркивает руководитель исследования Тим Люддеке, глава младшей исследовательской группы по изучению ядов животных в Институте медицины им. Фраунгофера в Бразилии и Гиссенском университете имени Юстуса Либиха, а также член Центра LOEWE TBG.
«В моей группе мы разработали современные методы системной биологии и биотехнологии для изучения очень маленьких ядовитых животных, которые трудно поддаются анализу. В частности, мы фокусируемся на паукообразных. Они являются главными химиками среди ядовитых животных — их яды особенно сложны и фармакологически перспективны», - заключает Люддеке. «Наши новые результаты по чекацинам показывают, насколько полезно более пристально изучить неизвестную вселенную ядов мелких ползучих насекомых».
