Modi sorprendenti in cui le creature possono far progredire la ricerca
Molti di noi sono spaventati o respinti da “minibestie”, come insetti e ragni. Spesso vediamo queste creature come parassiti, ma queste minuscole creature potrebbero contenere il segreto per una migliore salute e terapie. In questa funzione Spotlight, spieghiamo come tre “craepy crawlies” possono rivoluzionare la ricerca sanitaria.
Gli esseri umani hanno sempre avuto un rapporto di amore-odio con le creature, che tendono ad affascinarci e a respingerci in egual misura.
Uno studio pubblicato nel 2017 e coperto su Notizie mediche oggi ha scoperto che la paura degli esseri umani per gli insetti striscianti può essere “stampata” nel nostro cervello e che possiamo avere questa sfiducia nei confronti di creature, come i ragni, anche durante l’infanzia.
Tuttavia, anche gli insetti, gli aracnidi e altre creature affascinano gli umani, forse perché sono molto diversi da noi. Dopotutto, le farfalle possono gustare con i piedi, i ragni possono “sentire” attraverso i piccoli
Scrittori e altri artisti hanno scrutato il mondo degli insetti per centinaia di anni, ammirati da ciò che vi hanno trovato.
Il poeta e pittore del XVIII secolo William Blake era così preso da minuscole creature che una volta, presumibilmente, pensò di aver visto il fantasma di una pulce nei suoi sogni, che poi iniziò a dipingere.
L’autore di inizio secolo, Franz Kafka, d’altra parte, ha notoriamente costruito sul disgusto che molte persone provano quando incontrano insetti nelle loro amate case scrivendo la storia “La metamorfosi”.
In questo racconto, il personaggio principale, Gregor Samsa, si sveglia una mattina senza sentirsi se stesso. È diventato “ungeheures Ungeziefer”, che tradotto approssimativamente dal tedesco significa “parassita spaventoso” – un insetto che fa rizzare i capelli.
Ma ricerche recenti suggeriscono che le creature sono affascinanti e vale la pena studiarle non solo per il loro “essere ultraterreni” o per la loro relazione con gli umani e altre specie.
Queste mini bestie potrebbero effettivamente avere molto da insegnare e offrire nel contesto della ricerca clinica. In questa funzione Spotlight, esaminiamo come tre inquietanti crawlies possono cambiare il volto della salute e della terapia medica.
La sindrome dell’intestino irritabile (IBS) si riferisce a un gruppo coesistente di sintomi gastrointestinali, tra cui diarrea e dolore addominale che possono influenzare gravemente il
Nel 2016, i ricercatori dell’Università di Adelaide in Australia, della Johns Hopkins University di Baltimora, MD, e di altre istituzioni che collaborano hanno trovato un nuovo potenziale obiettivo per il trattamento del dolore correlato all’IBS, in
Più specificamente, il team ha scoperto che le tossine prodotte da una specie di tarantola, Heteroscodra maculate, sono stati in grado di attivare una proteina (canale ionico), NaV1.1, presente nei nervi intestinali che invia segnali di dolore.
I ricercatori credevano che questa scoperta potesse portare a trattamenti più mirati per il dolore da IBS. E infatti, nel 2018, i membri del team iniziale hanno pubblicato un nuovo studio che riportava di aver trovato un modo per bloccare il segnale del dolore nei modelli murini di IBS.
Sempre nel 2018, i ricercatori dell’Università del Queensland e del Florey Institute of Neuroscience and Mental Health – entrambi in Australia – si sono concentrati sulle proprietà terapeutiche di un peptide presente nel veleno di ragno: Hm1a.
Il team, guidato dal Prof. Glenn King dell’Università del Queensland, è stato in grado di utilizzare Hm1a per attivare selettivamente NaV1.1 in modelli murini della sindrome di Dravet, una forma grave di epilessia. In tal modo, i ricercatori sono stati in grado di eliminare le convulsioni nei topi trattati con la molecola del veleno di ragno.
“I ragni uccidono le loro prede attraverso composti velenosi che colpiscono il sistema nervoso”, osserva il coautore dello studio, il prof. Steven Petrou.
“Milioni di anni di evoluzione hanno affinato il veleno di ragno per mirare specificamente a determinati canali ionici, senza causare effetti collaterali su altri, e i farmaci derivati dai veleni di ragno mantengono questa precisione”, continua il prof. Petrou, sostenendo che le attuali scoperte del suo team potrebbero portare a più trattamenti efficaci per le crisi epilettiche nella sindrome di Dravet.
I segreti e le potenzialità della seta di ragno
Ma il veleno di ragno non è l’unico obiettivo della ricerca biomedica. “Le sete di ragno sono il materiale biologico più resistente”, afferma Jessica Garb, professoressa associata presso il Dipartimento di Scienze Biologiche dell’Università del Massachusetts Lowell.
“Sono più resistenti dell’acciaio, ma pesano molto meno e alcune sete di ragno possono essere allungate fino a tre volte la loro lunghezza senza rompersi”, continua. Per questi motivi, Garbs e colleghi hanno studiato questo materiale incredibilmente sottile e resistente, con l’obiettivo di scoprire cosa conferisce alla seta di ragno la sua forza e versatilità.
Nel 2018, Garb e colleghi hanno ricevuto una sovvenzione di 335.000 dollari dalla National Science Foundation per le loro ricerche sulla seta di ragno. Svelandone il segreto, gli investigatori sperano di poter trovare una formula per i biomateriali di prossima generazione.
“Ad esempio, questi materiali potrebbero essere utilizzati per migliorare caschi e giubbotti antiproiettile o altri dispositivi di protezione, dispositivi medici come protesi, bende e suture, persino attrezzature sportive”.
Jessica Garb
Il tanto diffamato scarafaggio sembra anche essere pieno di potenziale quando si tratta di aiutare la ricerca sanitaria. I rapporti dello scorso anno indicano che in Cina ci sono allevamenti di scarafaggi, in cui gli imprenditori consentono agli scarafaggi di riprodursi liberamente in un ambiente accuratamente igienizzato.
Tuttavia, la fattoria segna il destino di queste povere creature. Quando raggiungono la maturità, gli “allevatori di scarafaggi” li macinano in una pasta che dovrebbe aiutare a curare i problemi gastrointestinali.
Questa pratica ha le sue radici nelle antiche tradizioni cinesi che affermano che gli scarafaggi possono avere un uso terapeutico. Ma questo è vero?
Secondo una ricerca preliminare condotta nel 2010 da ricercatori dell’Università di Nottingham nel Regno Unito, il cervello di scarafaggi e locuste contiene non meno di nove molecole che potrebbero uccidere potenti batteri resistenti agli antibiotici. Gli investigatori hanno testato lo scarafaggio americano, oltre a due diverse specie di locuste.
“Speriamo che queste molecole possano eventualmente essere sviluppate in trattamenti per Escherichia coli e MRSA [methicillin-resistant Staphylococcus aureus] infezioni che sono sempre più resistenti ai farmaci attuali”, osserva Simon Lee, uno dei ricercatori coinvolti in questo studio.
“Questi nuovi antibiotici potrebbero potenzialmente fornire alternative ai farmaci attualmente disponibili che potrebbero essere efficaci ma avere effetti collaterali gravi e indesiderati”, sostiene Lee.
Cosa possono insegnarci le mamme scarafaggio
Gli scarafaggi potrebbero anche essere la nostra prossima grande fonte di proteine, secondo uno studio pubblicato su Giornale dell’Unione Internazionale di Cristallografia nel 2016. Una specie di scarafaggio, Diplottera punctata (lo scarafaggio del Pacifico),produce effettivamente una forma di latte per nutrire i suoi piccoli vivi.
Questo latte, hanno scoperto i ricercatori, forma cristalli proteici nell’intestino dei giovani. Questi cristalli contengono un’elevata quantità di proteine, così alta, infatti, che il coautore dello studio Subramanian Ramaswamy li ha definiti “un alimento completo”.
Sebbene il ricercatore abbia suggerito che il latte di scarafaggio potrebbe diventare una parte dell’arena delle nuove bevande proteiche, ha anche ammesso che il processo sarebbe impegnativo. Poiché non è possibile mungere gli insetti, i ricercatori dovrebbero trovare un modo per produrre il latte artificialmente.
D. puntata potrebbe anche diventare il nuovo modello animale di preferenza per alcuni aspetti della ricerca clinica, secondo Emily Jennings e colleghi dell’Università di Cincinnati in Ohio.
Jennings ha studiato i marcatori genetici della donna incinta D. puntata per capire cosa succede nelle varie fasi della gravidanza dell’insetto.
Il nuovo modello, spera il ricercatore, potrebbe avere applicazioni più ampie e gli scarafaggi potrebbero fornire animali più economici con cui è più facile lavorare rispetto ai mammiferi, come i topi.
“Abbiamo oltre 1.000 scarafaggi in uno spazio abbastanza piccolo, una popolazione enorme rispetto a quella che puoi tenere con i topi. Il regime alimentare degli scarafaggi è il costo di una grande borsa di cibo per cani che può durare per anni”, osserva Jennings.
Molti di noi sono terrorizzati dalle vespe, principalmente a causa del loro comportamento aggressivo apparentemente casuale e perché la loro puntura può produrre reazioni allergiche, che possono variare da un lieve gonfiore all’anafilassi conclamata.
Ma c’è anche un potenziale curativo nella loro puntura, almeno secondo una serie di studi clinici condotti negli ultimi anni. Ad esempio, uno studio pubblicato sulla rivista
Uno di questi peptidi, il mastoparan, è presente nel veleno di calabroni, vespe di carta e vespe sociali. Ha proprietà antimicrobiche e antivirali, tra gli altri tipi di potenziale terapeutico.
“Mastoparan da solo o in combinazione con altri antibiotici potrebbe essere un’alternativa promettente per combattere i batteri resistenti a più antibiotici nella pratica clinica”, scrivono gli autori dello studio.
Tuttavia, i ricercatori avvertono anche che questo peptide può essere tossico per i tessuti sani, attaccando allo stesso modo i batteri e le cellule circostanti. “Pertanto, è necessario lo sviluppo di nuove strategie per ridurre gli effetti collaterali tossici del mastoparan, migliorando così la fattibilità delle applicazioni cliniche”, sottolineano gli autori dello studio.
Il peptide fa questo perforando le membrane delle cellule tumorali, facendole “perdere” il loro contenuto molecolare.
Ancora più sorprendente, la ricerca dell’Università della California a Riverside, pubblicata l’anno scorso in Biochimica — ha identificato una nuova classe di peptidi di veleno di vespa, le ampulexine, prodotte da Compressa Ampulex (la vespa gioiello di smeraldo), che potrebbe aprire un nuovo percorso per le cure del Parkinson.
La vespa gioiello di smeraldo è famigerata: punge gli scarafaggi, prima per paralizzarli e poi per “controllare” il loro cervello in modo che gli scarafaggi diventino letargici e facili da manipolare.
In definitiva, questo consente alle vespe di inserire le loro uova nei corpi degli scarafaggi in modo che quando si schiudono, le larve di vespa possano usarlo come prima fonte di cibo.
Per quanto raccapricciante sia questo processo, ha dato all’Università della California un importante vantaggio: lo stato immobile degli scarafaggi punto è simile ad alcuni sintomi del morbo di Parkinson.
Poiché le ampulexine sembrano essere responsabili dell’induzione dell’immobilità, i ricercatori mirano a studiarle nella speranza che queste permettano loro di trovare un nuovo bersaglio cellulare per i trattamenti del Parkinson.
Questa funzione Spotlight potrebbe non aver fatto molto per alleviare la tua sfiducia nei confronti di piccole creature. Tuttavia, dopo averlo letto, forse la prossima volta che vorrai scappare alla vista di una vespa o scagliare una pantofola contro un ragno, ripensaci e considera che la povera piccola bestiola potrebbe un giorno aprire la strada al prossimo grande medico scoperta.
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