Injektion af fluer med sneglegift kan hjælpe os med at opdage molekyler til udvikling af nye lægemidler

Fluer kunne give en hurtig og billig måde at screene animalsk gift i stor skala for kemikalier, der kan bruges i medicin.

Peptider er små kæder af aminosyrer, der udfører mange funktioner. De bruges i produkter lige fra vallepulver taget af bodybuildere til det insulin, der bruges til behandling af diabetes. I mellemtiden, giftige dyr bruger giftige peptider til at hjælpe dem med at forsvare sig selv eller fange bytte. Disse peptider har specifikke og yderst potente biologiske virkninger, såsom invaliditet af byttenervesystemet. Giftkirtler er derfor et sted at lede efter peptider, der kan bruges som lægemidler, især dem til de store moderne lidelser, som diabetes, kræft og smerter.

I de seneste år, en overflod af peptider er blevet ekstraheret fra gift, men at studere selvs fysiologiske funktioner kan være en skræmmende opgave. For eksempel, mens en enkelt familie af havsnegle (keglesnegle) kan prale af en million giftpeptider, færre end to procent er blevet karakteriseret. Blot ét lægemiddel er allerede udviklet fra et keglesneglpeptid - og bruges i øjeblikket til behandling af smerter hos hiv og kræftpatienter - men der kan være mange flere, der bare venter i vingerne.

Adam Claridge-Chang, og hans team fra A*STAR Institute of Molecular and Cell Biology, har studeret eddikesflues adfærd (Drosophila melanogaster). Optogenetik er en vigtig eksperimentel metode, der bruger gener til at udtrykke lysfølsomme proteiner til at manipulere hjerneceller. "Optogenetik er et fantastisk værktøj, "siger Claridge-Chang, "men der er ingen klar vej at gå fra optogenetik til terapeutika. Det forekommer sandsynligt, at fremtidige lægemidler vil påvirke hjernens funktion gennem specifikke neuroner, der indeholder specifikke molekyler. En lovende klasse af molekyler, der kunne opnå dette, er giftpeptider, som har udviklet sig til at målrette nervesystemet. "

At gøre dette, Claridge-Chang samarbejdede med Mande Holfords gruppe på Hunter College i USA. Holford arbejdede tidligere på keglesnegle, men havde bemærket, at en anden gruppe af giftige havsnegle, terebriderne, havde tiltrukket sig meget mindre opmærksomhed. Terebrid snegle, identificeres ved deres aflange kegleskaller, er en uudnyttet ressource af potentielt medicinske molekyler. Forskerne valgte to peptider, Tv1 og Tsu1.1, fra henholdsvis Terebra variegata og Terebra subulata gift, at undersøge deres fysiologiske virkninger. Tv1 var det første terebridpeptid, der blev strukturelt karakteriseret, men dens funktion forblev uklar. Imidlertid, en tidligere undersøgelse af celler havde antydet, at Tv1 kunne spille en rolle i smertelindring. "Vi var interesserede i at se, om Tv1 påvirkede smerteopfattelsen i en hel dyremodel", siger Holford, tilføjede, at Tsu1.1 - et klart anderledes molekyle end Tv1 - blev valgt som et kontrolpeptid.

Forskerne injicerede peptiderne i eddikefluer og observerede dem i adfærdstests, der normalt bruges til modellering af smerteopfattelse og fedme. "Til vores overraskelse, både Tv1 og Tsu1.1 viste bioaktivitet, siger Holford, "og deres aktivitet var tydelig". Injektioner af Tv1 gjorde fluer mindre tilbøjelige til at undgå farligt høje temperaturer, tyder på, at deres smertetærskel blev øget, og Tsu1.1 fik fluer til at spise flere måltider.

Flere tusinde fluer blev brugt under denne undersøgelse, og resultaterne tyder på, at fluer kunne bruges til at studere de fysiologiske virkninger af giftpeptider i stor skala. "Screening på denne måde ville ikke være mulig ved hjælp af mus, som er meget dyrere, siger Claridge-Chang.

Gift-inspirerede lægemidler er allerede kommercielt tilgængelige. "Den største succeshistorie er exenatide, som bruges til behandling af diabetes, "siger Claridge-Chang." Vi forventer, at peptider, herunder giftpeptider, vil blive en stor kategori af biologiske lægemidler. "Forskerne håber, at deres teknik vil fremskynde opdagelsen af ​​andre potentielt bioaktive peptider, der er skjult i dyrenes gift.