Люди виділяли корисні інгредієнти з рослин та перетворювали їх на ліки протягом багатьох століть. Проте у випадку з тваринами знайти і «витягти» корисні складники тривалий час було складно. Їх використовували здебільшого у нетрадиційній медицині. Так, аюрведична медицина рекомендує зміїну отруту для лікування артриту. Мандибули тарантулів у Південній Америці, Азії та Африці прописують від різних хвороб — від раку до зубного болю та астми. А китайська народна медицина і донині використовує у медичних цілях інгредієнти 36 видів тварин — включно з тими, що перебувають під загрозою.
Сьогодні біологи можуть виявляти у тварин корисні сполуки, які можуть стати ліками, навіть без використання тваринних інгредієнтів. Замість того, щоб вручну «доїти» змій та скорпіонів, аби проаналізувати їхню отруту, тепер можна проглянути спеціальні бази даних і знайти компоненти з необхідними властивостями.
У контексті створення ліків учених найбільше цікавлять тваринні пептиди. Ці маленькі молекули є побратимами тих, що наявні в організмі людини. Пептиди різних тварин — від равликів та павуків до саламандр та змій — можуть бути корисні у лікуванні різноманітних людських хвороб.
Аюрведична медицина, якій кілька тисяч років, активно використовує тваринні інгредієнти для лікування хвороб.
Buyenlarge / Contributor
Вони мають той же склад, що й білки, однак у 40—50 разів більші за ліки, які складаються з невеличких молекул, наприклад, аспірин. Це дозволяє їм бути дієвішими та рідше спричинювати побічні ефекти.
На основі тваринних пептидів учені вже розробили велику кількість ліків. Зокрема, препарат «Енексатид», створений зі слини аризонського отрутозуба, використовується для лікування діабету другого типу. «Циконітид» з отрути слимака-конуса — для лікування хронічного болю. Синтетичний препарат «Ептифібатид», змодельований на основі отрути південної гримучої змії, запобігає інфаркту.
Найбагатшим джерелом корисних пептидів є отрути. Вони є одними з найскладніших хімічних сполук на Землі. Отрути виробляють близько 220 тисяч видів тварин — 15 відсотків від усієї популяції. Павук може виробляти лише 10 мл отрути на день, скорпіон — лише 2 мл. Але за допомогою сучасних баз даних учені можуть штучно синтезувати молекули із потрібними властивостями.
На основі зміїної отрути розробляють знеболювальні та інші ліки.
Сніжана Хромець / Артем Марков / «Бабель»
За допомогою пептидів, виокремлених з отрут, учені намагаються знайти ліки від різних хвороб. Зокрема, інсульту. Ця хвороба щороку вбиває шість мільйонів людей, ще пʼять мільйонів лишає з довічними вадами. Жодні ліки не можуть попередити пошкодження нейронів, спричинене браком кисню після втрати кровопостачання до мозку.
«Люди залишаються безпорадними проти того, що інсульт може зробити за лічені години або дні після того, як він трапився», — каже Гленн Кінг, біохімік з австралійського університету Квінсленду.
У базі отрут безхребетних Кінг знайшов потенційного кандидата для лікування інсульту — пептид Hi1a, що входить до складу отрути австралійського павука Hadronyche infensa. Кінг вже протестував його ефективність на уражених інсультом щурах. За його словами, якщо ввести речовину протягом 8 годин після інсульту, можна попередити «значний обсяг пошкоджень». Якщо протягом чотирьох годин — зменшити їх на 90%.
З пептидів отрути павука Hadronyche infensa розробляють ліки, що попереджають ушкодження мозку після інсульту.
Сніжана Хромець / Артем Марков / «Бабель»
Дослідження Кінгом іншого пептиду Hm1a, отриманого з отрути павука, дає надії на лікування важкого епілептичного стану, відомого як синдром Драве. Смертність від нього у 30 разів вища, ніж від інших форм епілепсії. У мишей з тими ж розладами, які мають люди з синдромом Драве, після ін’єкції Hm1a покращилися нервові функції і знизилася смертність.
На основі пептидів учені намагаються створити і ліки від раку. Наразі у США проходить клінічні випробування препарат Tozuleristide (BLZ-100), розроблений на основі отрути скорпіона. Він «приєднується» до злоякісних пухлин у мозку і допомагає хірургам краще бачити уражені тканини під час операції. Унікальний токсин, виокремлений з отрути скорпіона Leiurus quinquestriatus, дозволяє науковцям помічати злоякісні кластери розміром лише у 200 клітин — це у 500 разів точніше за МРТ.
За допомогою отрути скорпіона Leiurus quinquestriatus дослідники можуть виявляти ракові пухлини, непомітні на МРТ-сканах.
Сніжана Хромець / Артем Марков / «Бабель»
Дослідниця Марія Ікономопулу з австралійського науково-дослідного інституту QIMR Berghofer виявила, що пептид з отрути бразильського тарантула Acanthoscurria gomesiana може вбивати клітини раку шкіри. Схожі властивості має і отрута павука Hadronyche infensa, дієва також і проти інсульту.
Тваринні пептиди мають великий потенціал і у лікуванні близько 80 відомих аутоімунних захворювань, на кшталт склерозу, вовчака та діабету. Застосовують їх і для розробки ліків від хронічного болю. До прикладу, є припущення, що знеболювальний препарат «Циконітид» не спричинює звикання, на відміну від більшості опіатів.
Наразі учені намагаються знайти спосіб, у який пептиди можна використати проти ще однієї загрози — нового коронавірусу. Закарі Крук, учений лабораторії Джима Олсона в Центрі досліджень раку Фреда Хатчінсона, вже почав проглядати базу тваринних пептидів. Він намагається знайти сполуку, здатну звʼязуватися з «шипоподібним білком» на поверхні коронавірусу або з клітинами, до яких він приєднується. Таким чином можна було б запобігти потраплянню вірусу в організм.
«Наша кінцева мета — розробити ліки, що вводяться за допомогою інгалятора або небулайзера, і здатні зупинити інфекцію на самому початку», — каже Крук.