Wer Medikamente zur Behandlung von Krebs, Diabetes und Bluthochdruck benötigt, hat vielleicht bald Grund, sich bei einer Schlange zu bedanken.
Bildnachweis: dominqs
Diese Toxine zielen auf normale biologische Prozesse in der Beute von Schlangen ab, wie z. B. die Blutgerinnung oder die Signalübertragung von Nervenzellen, und verhindern deren ordnungsgemäße Funktion.
Jetzt haben Forscher entdeckt, dass die Giftstoffe, die das Gift von Schlangen und Eidechsen tödlich machen, sich wieder zu völlig harmlosen Molekülen entwickeln können, was die Möglichkeit erhöht, dass sie zu Medikamenten entwickelt werden könnten. Dr. Nicholas Casewell hat an der Liverpool School of Tropical Medicine geforscht und ist jetzt an der Bangor University. Er sagte:
Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Evolution von Giften ein sehr komplexer Prozess ist. Die Giftdrüse der Schlangen scheint ein Schmelztiegel für die Entwicklung neuer Funktionen für Moleküle zu sein, von denen einige im Gift für das Töten von Beute verbleiben, während andere in anderen Geweben des Körpers neue Funktionen erfüllen.
Wissenschaftler haben lange erkannt, dass die Art und Weise, wie Toxine wirken, sie zu nützlichen Zielen für die Arzneimittelentwicklung macht. Die Tatsache, dass sie schädlich sind, wirft jedoch ein Problem auf. Dies bedeutet, dass Arzneimittelentwickler Toxine modifizieren mussten, um ihre Wirksamkeit zu erhalten und sie für den Drogenkonsum sicher zu machen.
Ein solches Medikament namens Captopril, das Bluthochdruck behandelt, wurde aus einer Verbindung im Gift der Lancehead-Viper entwickelt, die den Blutdruck in ihrer Beute katastrophal senkt. Die chemische Struktur musste jedoch modifiziert werden, um eine sichere Verwendung als Medikament zu gewährleisten.
Die Entdeckung der Forscher, dass es im gesamten Körper einer Schlange viele harmlose Versionen von Giftstoffen gibt, öffnet die Tür zu einer völlig neuen Ära der Wirkstoffentdeckung.
Bildnachweis: Tambako der Jaguar
Ex-Gift-Proteine könnten wertvoll sein, da sie aus bioaktiven Proteinen bestehen, wie Wissenschaftler sie nennen. Sie zielen bereits auf Stoffwechselvorgänge ab, wofür genau Sie Medikamente benötigen. Casewell sagte:
Anstatt synthetische Verbindungen zu Medikamenten zu entwickeln, schlagen unsere Ergebnisse vor, dass Sie diese harmlosen Proteine auf jedes Ziel untersuchen, an dem Sie interessiert sind. Dies bedeutet, dass Sie natürliche Produkte verwenden.
Schlangenforscher wussten, dass Giftstoffe sich aus harmlosen Molekülen entwickeln, die an anderer Stelle im Körper ziemlich alltägliche Aufgaben erfüllen. Bislang war man jedoch davon ausgegangen, dass dies ein Einbahnstraßenprozess war.
Venom hat sich zu verschiedenen Zeiten in verschiedenen Kreaturen unabhängig voneinander entwickelt. Seine Rolle wird größtenteils als Mittel gesehen, mit denen sein Besitzer sich ernähren oder vor Raubtieren schützen kann.
Die Beute von Schlangen und Reptilien neigt jedoch dazu, Resistenzen gegen Gift zu entwickeln, was bedeutet, dass sich das Gift ständig weiterentwickeln muss, um wirksam zu bleiben. Casewell sagte:
Schlangengifttoxine sind die sich am schnellsten entwickelnden Proteine, die jemals identifiziert wurden.
Casewell und Kollegen von der Bangor University und der Australian National University verwendeten kürzlich veröffentlichte Gensequenzen der Garter Snake und der burmesischen Python in ihrer Studie. Sie verglichen diese Sequenzen mit denen von Giftdrüsen in einer Vielzahl von Schlangen und Eidechsen und konstruierten einen Evolutionsbaum, um die Beziehungen zwischen den verschiedenen Sequenzen herauszufinden.
Sie stellten fest, dass einige Proteine nicht in der Giftdrüse stecken bleiben, sondern sich zu harmlosen Molekülen entwickeln, die unterschiedliche Funktionen im Körper übernehmen. Casewell erklärte:
Jeder hatte angenommen, dass diese Rekrutierungen von gewöhnlichen Proteinen zu giftigen Proteinen selten waren. Aber jetzt wissen wir, dass der Prozess vielleicht nicht so selten ist und rückwärts geht.
Dr. Wolfgang Wüster von der Bangor University, Mitautor der Studie, sagte:
Viele Schlangengifttoxine zielen auf dieselben physiologischen Pfade ab, auf die Ärzte bei der Behandlung einer Vielzahl von Erkrankungen abzielen möchten. Das Verständnis, wie Toxine in harmlose physiologische Proteine umgewandelt werden können, kann die Entwicklung von Heilmitteln aus Gift unterstützen.
Die Ergebnisse der Forscher wurden in veröffentlicht Naturkommunikation am 18. September 2012.