Dodelijk gif kan medische vooruitgang stimuleren
Ondanks het hoge onderzoekstempo zijn er nog steeds veel ziekten die behandeling trotseren. Een paper, onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap, vraagt of gif kan helpen bij het ontwerpen van innovatieve behandelingen.
Giftige planten en dieren komen ongelooflijk veel voor - 15 procent van de biodiversiteit op aarde, volgens de auteurs - en bezetten elke ecologische niche en habitat.
Van wormen tot hagedissen en van spinachtigen tot zoogdieren, gif heeft bewezen een winnend hulpmiddel te zijn in het spel van overleven.
Gif is zo effectief dat het in feite onafhankelijk evolueert in een verscheidenheid aan soorten; maar kunnen we deze gifstoffen benutten en in ons voordeel gebruiken?
Tot voor kort was het moeilijk om gif te oogsten en op moleculair niveau te ontleden; Veel giftige dieren zijn klein, waardoor het moeilijk is om te oogsten. Gif is ook vaak een ingewikkelde cocktail van chemicaliën.
Dit verandert echter langzaam naarmate de technologie gestaag verbetert en het volledige potentieel ervan in beeld komt.
Vooruitgang opent nieuwe deuren
Hoofdonderzoeksauteur Mandë Holford, van het Graduate Center van de City University of New York en Hunter College - beide in New York City, NY - is van mening dat giftige dieren aanwijzingen kunnen bevatten voor de behandeling van een reeks aandoeningen, waaronder diabetes en auto-immuunziekten en chronische pijn.
Bepaalde technologische doorbraken hebben geholpen om een beter inzicht in gif te ontwikkelen. Vooruitgang in omics - de identificatie en kwantificering van biologische moleculen waaruit een organisme bestaat - zorgt bijvoorbeeld voor een dieper inzicht.
Wetenschappers kunnen nu in het genoom van een soort kijken en een beeld schetsen van de evolutionaire veranderingen die zich gedurende generaties hebben voltrokken.
"Als we meer weten over de evolutionaire geschiedenis van giftige soorten, kunnen we meer gerichte beslissingen nemen over het mogelijke gebruik van gifverbindingen bij de behandeling van ziekten."
Mandë Holford
Holford vervolgt: “Nieuwe omgevingen, de ontwikkeling van resistentie tegen gif in zijn prooi en andere factoren kunnen ervoor zorgen dat een soort evolueert om te overleven. Deze veranderingen kunnen nieuwe verbindingen opleveren, waarvan sommige buitengewoon nuttig kunnen zijn bij de ontwikkeling van geneesmiddelen. "
Momenteel heeft de Food and Drug Administration (FDA) slechts zes medicijnen goedgekeurd die zijn afgeleid van gif. Dit, geloven Holford en collega's, is slechts het topje van de ijsberg.
Vanwege de rijke diversiteit aan natuurlijke giffen en hun hoge specificiteit, kunnen ze nuttige sjablonen zijn voor medicijnontwerpers.
De toekomst van gifonderzoek
In het nieuwe artikel worden enkele voorbeelden besproken van waar gif nuttig zou kunnen zijn. Peptiden die zijn afgeleid van een giftige zeeanemoon kunnen bijvoorbeeld helpen bij de behandeling van auto-immuunziekten door zich te richten op specifieke ionenkanalen op T-cellen.
Ook neurotoxinen afgeleid van de Conus magus - een soort zeeslak - kan een effectieve behandeling zijn voor chronische pijn die geen verslaving veroorzaakt.
Een ander voorbeeld is de deathstalker-schorpioen, die chloortoxine produceert; dit bindt selectief aan kwaadaardige cellen, waardoor het nuttig is voor het markeren van tumorcellen vóór de operatie om ervoor te zorgen dat al het kankerweefsel wordt verwijderd.
Chloortoxine is ook bestudeerd als een mogelijk vehikel voor het transporteren van antikankermedicijnen naar hun doelwit.
Spintoxines zouden volgens het rapport op een dag een milieuvriendelijke manier kunnen opleveren voor boeren om gewassen van ongedierte te ontdoen. In plaats van de traditionele insecticiden met een breed spectrum die giftig kunnen zijn voor andere dieren en zich kunnen ophopen in waterlopen, zijn natuurlijke pesticiden op eiwitbasis zeer specifiek voor hun doelsoort en biologisch afbreekbaar.
Venom geniet een heropleving in populariteit, maar het gebruik van deze gifstoffen als medicijn is niets nieuws. Het eerste geregistreerde voorbeeld werd meer dan 2000 jaar geleden doorgegeven door historicus Appianus van Alexander.
Volgens hem hebben Scythische doktoren, nadat Mithridates een zwaardwond aan het been had gekregen, zijn leven gered door "een kleine hoeveelheid gif van de steppeadder" toe te passen, waardoor het bloeden stopte.
Zoals een auteur opmerkt: "De oude Scythische genezers zouden niet verbaasd zijn te horen dat gekristalliseerd gif […] nu een belangrijk exportproduct is naar eerstehulpafdelingen over de hele wereld."
Venom heeft nog veel geheimen die moeten worden onthuld, en technologische vooruitgang zal ons helpen ze gestaag te ontrafelen. Het snelgroeiende veld van venomics is er zeker een om naar te kijken.
