Молекулярни биолози приспособиха молекули на отровата на скорпион за лечение на автоимунни заболявания и някои видове рак.

За целта учените са променили това с какви йонни канали взаимодействат тези молекули, пише пресслужбата на Руската научна фондация (РНФ) с позоваване на научното списание „Frontiers in Pharmacology“.

“Нашата глобална цел е да разберем как са устроени участъците на взаимодействие на такива протеини и калиеви канали. Това ще помогне да се намери ключът към създаването на лекарства от ново поколение за персонализирана медицина”, казва един от авторите на работата, изследовател в Института по биоорганична химия на Руската академия на науките Алексей Кузменков.

През последните десет години биохимиците и биолозите създадоха много нови лекарства на базата на различни отрови и други вещества, които са извлечени от тялото на голямо разнообразие от морски и сухопътни животни. Например, в началото на миналото десетилетие биохимици от Франция създадоха мощния и непристрастяващ аналгетик мамбалгин на базата на отровата на африканската змия черна мамба (Dendroaspis polylepis).

По правило отровата на змии, скорпиони, паяци и други отровни животни съдържа много протеини и сигнални молекули, които могат да проникнат в рецепторите или йонните канали на повърхността на нервните клетки и да пречат на тяхната работа. В нормална ситуация блокирането на тяхната работа води до парализа или гърчове. Но с развитието на някои невродегенеративни заболявания това може да е от полза за пациента. За целта трябва да се създаде версия на отровата, която да действа само на специфични неврони или да има намалена или повишена активност.

Кузменков и неговите колеги решили този проблем, използвайки отровата на петнисти скорпиони (Mesobuthus eupeus). Тези паякообразни са широко разпространени в Сирия, Турция, Южна Русия, а също и в страните от Централна Азия. Веществата от тяхната отрова причиняват сърбеж, подуване и болка при хората, но в повечето случаи не са фатални за тях.

Учените отдавна се опитват да адаптират някои от компонентите на отровата на пъстрия скорпион, за да създадат лекове за малария и определени инфекции, както и за лечение на артрит и възпаление. Руските изследователи се заинтересували от друг компонент на тяхната отрова – протеинът MeKTx13-3. Това е къса верига от аминокиселини, която блокира работата на няколко вида йонни канали, които контролират цикъла на калиевите йони вътре в клетката. Най-силно този протеин засяга канали от тип Kv1.1, но също така и някои други подобни структури, като Kv1.3, макар и с по-малка сила.

Руските учени са се опитали да модифицират протеина MeKTx13-3 по такъв начин, че да го принудят да действа предимно на канали от тип Kv1.3, нарушаването на работата на които е свързано с развитието на множествена склероза, диабет и болестта на Алцхаймер. За да направят това, учените са открили как MeKTx13-3 взаимодейства с всички видове канали на калиеви йони.

Резултатите показали, че структурата на тази молекула може да бъде променена по такъв начин, че тя почти не губи способността си да се свързва с канали от типа Kv1.3, но има много по-малък ефект върху Kv1.1 и други варианти на тези клетъчни структури. Както се оказало, за това било достатъчно да се заменят само четири връзки във веригата на протеините MeKTx13-3.

Както показали експериментите върху жабешки ембриони, благодарение на това учените повишили с около сто пъти селективността на действието на новата молекула, която те нарекли MeKTx13-3_AAAR. Това позволява използването на „преработена“ отрова на скорпиона за борба с различни невродегенеративни разстройства, рак и автоимунни заболявания.

Както предполагат учените, може да се направи нещо подобно с други токсини, които влияят на калиевите канали. Следващите експерименти и изчисления ще покажат колко реалистично е това на практика, заключават изследователите.