Araştırmacılar, yüksek derecede bulaşıcı bakteri suşlarına karşı etkili olan iki akrep zehiri bileşiği sentezlemeyi başardılar. Bileşiklerin insanlara zarar vermesi de muhtemel değil, bilim adamları bize güven veriyor.
Sentetik Akrep Zehiri Bakterilere Karşı Savaşta Bize Yardımcı Olabilir
Tüm dünyadaki binlerce hayvan türü, örümceklerden eşekarısı, balık, yılan ve kurbağaya kadar zehirlidir.
Bazı hayvanların zehri, sadece hafif tahriş üretecek ve potansiyel yırtıcı hayvanların cesaretini kırmaya yetecek kadar güçlüdür, minik mavi halkalı ahtapot gibi diğer hayvanların zehri yetişkin bir insanı birkaç dakika içinde kolayca öldürebilir.
Ancak, araştırmacılar birçok ölümcül hayvan zehirinin enfeksiyon ve hastalığa iyi gelebileceğini savunuyorlar.
Örneğin, Güneydoğu Asya’ya özgü bir engerek türü olan Tropidolaemus wagleri zehiri, kan pıhtılarının tedavisini iyileştirebilir ve huni ağı örümcek zehirinin temel bir bileşeni, inme sonrası beyin hasarını önlemeye yardımcı olabilir.
California’daki Stanford Üniversitesi’nden ve Mexico City’deki National Autonomous Üniversitesi’nden bilim adamları yakın zamanda umut verici bir keşif daha yaptı: Doğu Meksika’ya özgü bir akrep zehrinden iki bileşik, Diplocentrus melici, sağlıklı dokuya zarar vermeden zor bakterilerle savaşabiliyor.
Ekip, bileşiklerin etkinliğini ve güvenliğini test etmek için araştırmalarını farelerde ve doku örneklerinde yaptı.
İki Akrep Zehrinden Yeni Bileşiğin Keşfi
Stanford’dan Prof. Richard Zare, Meksika National Autonomous Üniversitesi’nden Prof. Lourival Possani ve ekipleri, Prof. Possani’nin Meksika’daki araştırma öğrencileri tarafından D. Melici’nin birkaç örneğinin incelenmesinin ardından ilginç bir keşif yaptı.
Possani’nin araştırması, akrep zehrine dayanan yeni tıbbi tedavileri keşfetme konusuna eğiliyor. Prof. Zare, moleküler düzeyde kimyasal reaksiyonların tespitinde uzmanlaşmıştır.
İki üst düzey araştırmacı ve ekipleri, D. Melici zehrin önemli bir farmakolojik lider yapan önemli bileşiklerin belirlenmesinde işbirliği yaptı. Tüm süreç çok zahmetliydi ve ilk başta akrepleri bulmak bile zordu.
Prof. Possani, “Bu akrep türlerinin toplanması zordur, çünkü kış ve kurak mevsimlerde akrep gömülüdür. Sadece yağışlı mevsimde bulabiliriz” diye açıklıyor.
Akreplerin Zehirleri Alındı
Zehirlerinin akreplerini “çıkarmak” için araştırmacılar, örümceklerin kuyruklarına hafif elektrik uyarıcıları uygulamak zorunda kaldılar. Bu prosedürün ardından ekip, zehrin havaya maruz kaldığı anda kahverengimsi bir renge döndüğünü gördü.
Birkaç hassas test yapıldıktan sonra araştırmacılar, küçük bir miktar akrep zehrinden sentezleyebilecekleri 1,4-benzokinonun iki kimyasal bileşiğinin bu değişiklikten sorumlu olduğunu kabul etmişlerdir. Bu bileşiklerin her biri, hava ile temas ettiğinde, biri kırmızı, diğeri mavi olan farklı bir renklere büründüler.
Prof. Zare, “Çalışmak için sadece 0,5 mikrolitre zehir kullandık. Bu, sivrisineklerin tek bir porsiyonda emeceği kan miktarından 10 kat daha az” diyor.
Bilim insanlarının açıkladığı Benzokinonların antimikrobiyal özelliklere sahip olduğunu ve ekibin tanımladığı iki bileşiğin daha önce bilinmediğini belirtti. Onlar birbirinden sadece biraz farklıdır.
“İki bileşik yapısal olarak ilişkilidir, ancak kırmızı olanın dallarından birinin üzerinde bir oksijen atomu varken, mavi olanın bir sülfür atomu vardır” diye açıklıyor, doktora çalışmasından sorumlu araştırma yazarlarından Shibdas Banerjee.
Kuyruktaki Zehir Bakterilere Karşı
Benzoinonların bakteri suşlarını öldürebildikleri gerçeği göz önüne alındığında, Prof. Zare’nin laboratuvarındaki araştırmacılar, Mexico City’deki Salvador Zubirán Ulusal Sağlık Bilimleri ve Beslenme Enstitüsü’ndeki meslektaşları için Dr. Rogelio Hernández-Pando ve meslektaşlarına yeni keşfedilen iki bileşenden, daha fazla araştırma yapılması için örnekler gönderdi.
Salvador Zubirán ekibi, kırmızı 1,4-benzokinonun çok bulaşıcı olan Staphylococcus aureus’u etkili bir şekilde tahrip ettiğini, mavi 1,4-benzokinonun ise tüberkülozdan sorumlu olan farklı Mycobacterium tuberculosis suşlarını öldürebildiğini buldu.
Bu, çoklu antibiyotiklere direnç geliştiren M. tuberculosis suşlarını içeriyordu. Ancak, bir soru çözümsüz kaldı.
Prof. Zare, “Bu bileşiklerin bakteri öldürdüğünü bulduk, fakat sonra cevapsız kalan soru şu oldu,” Peki bu zehir seni de öldürecek mi? “
“Cevabım hayır: Hernández-Pando grubu, mavi bileşiğin tüberküloz bakterilerini öldürdüğünü, ancak akciğer zarlarını bozulmamış bıraktığını gösterdi.” diyor Prof. Richard Zare
Bütün Bilinmezlerin Çözülmesi Gerekiyor
Yeni tanımlanan iki bileşiğin ölümcül bakterilere karşı oldukça etkili olması ve uygulanması güvenli görünmesi, yeni ilaçlar ve tedaviler için ideal adaylar olmasını sağlar. Oysa Prof. Possani, Prof. Zare ve ekibi olmasa bu yeni araştırma yolunun asla mümkün olmayacağını gözlemliyor.
Zare ve meslektaşlarının, iki benzokinonu zehirden nasıl sentezleyebileceklerini öğrenmeleri, araştırmacıların şimdi bu bileşikleri şifa amaçlı kullanmanın yollarını arayabileceklerini öğrendiği için teşekkürler.
Possani, “Hayvanlardan elde edebileceğimiz zehir bileşenlerinin miktarı son derece düşük. Bileşiklerin sentezi bu çalışmanın başarısı için belirleyici oldu.”
Prof. Zare, “Akrep zehri dünyadaki en değerli malzemelerden biri. Bir galonun üretilmesi 39 milyon dolara mal olacak” dedi.
“Onu üretmek için sadece akreplere güvenirseniz, kimse parasını alamazdı, bu nedenle kritik bileşenlerin ne olduğunu ve onları sentezleyebilecek olanı belirlemek önemlidir” diye vurguluyor.
Gelecekte, araştırmacılar D. Melici’yi nasıl iyi kullanacaklarını bulmak için birlikte çalışmaya devam etmeyi planlıyorlar. Aynı zamanda, Prof. Zare ve Prof. Possani, toksik olmayan iki kimyasal maddenin neden akrep zehrinde bulunduğunu merak ediyor ve bu gizemi açığa çıkarmak istiyorlar.
Prof. Zare, “Bu bileşikler, zehrin zehirli bileşeni olmayabilir. Akrebin neden bu bileşikleri ürettiği hakkında hiçbir fikrimiz yok. Çözülecek çok gizem var,” diyor.
MedicalNewsToday, Scorpion venom compounds can kill dangerous bacteria, 2019
Referanslar
