به گزارش اطلاعات آنلاین، محققان کشف کردند که ترکیبی از پروتئین های مسدود کننده سم که به طور طبیعی در خون مار زنگی یافت می شود، می تواند زهر چندین گونه خطرناک مار را به شدت خنثی کند. در مطالعات آزمایشگاهی، این ترکیبات حدود ۱۰ برابر قوی‌تر از یک پادزهر تجاری فعلی بودند که به نسل جدیدی از درمان‌های مارگزیدگی الهام گرفته از طبیعت اشاره می‌کند.

محققان دانشگاه مریلند با الهام از سیستم دفاعی طبیعی خود مارها، روش جدید و امیدوارکننده‌ای را برای درمان گزش مارهای سمی شناسایی کرده‌اند. رویکرد آنها از پروتئین‌های مسدودکننده سم استفاده می‌کند که در مارهای زنگی پشت الماسی غربی برای محافظت از خود در برابر سم تکامل یافته است.

آنها با ترکیب پروتئین‌های خاص موجود در خون مار زنگی، به محافظت غیرمعمول و قوی در برابر سم چندین گونه مار خطرناک دست یافتند.

این مطالعه توسط «شان بی. کارول»، استاد برجسته زیست‌شناسی انجام شد و یافته‌های آن می‌تواند به محققان کمک کند تا پادزهرهای قوی‌تری برای گزش مارهای کشنده ایجاد کنند که همچنان یک تهدید عمده برای سلامتی در برخی از مناطق جهان هستند.

چالش جهانی مارگزیدگی

مارگزیدگی یکی از نادیده گرفته‌ شده‌ ترین آسیب ‌های مناطق گرمسیری جهان محسوب می‌شود. طبق گزارش سازمان بهداشت جهانی، مارهای سمی سالانه حدود ۸۰۰۰۰ تا ۱۴۰۰۰۰ نفر را می‌کشند؛ در حالی که صدها هزار نفر از بازماندگان دچار معلولیت‌های دائمی می‌شوند. بسیاری از افراد مبتلا در مناطق روستایی زندگی می‌کنند که تهیه پادزهر مؤثر می‌تواند دشوار باشد.

پادزهرهای موجود جان انسان‌ها را نجات می‌دهند اما معایب عمده‌ای نیز دارند. آنها معمولاً با قرار دادن حیوانات بزرگ در معرض سم مار و سپس جمع‌آوری آنتی‌بادی‌هایی که این حیوانات تولید می‌کنند، ساخته می‌شوند. تولید این درمان‌ها می‌تواند پرهزینه باشد، کیفیت و اثربخشی آنها نیز می‌تواند متفاوت باشد و ممکن است در برابر سموم مختلف موجود در سم گونه‌های مختلف مار به یک اندازه خوب عمل نکنند. آنها همچنین می‌توانند باعث واکنش‌های ایمنی جدی شوند.

این محدودیت‌ها دانشمندان را به جستجوی گزینه‌های بهتر سوق داده است. در این مورد، محققان برای یافتن سرنخ به خود مارها روی آوردند.

کارول گفت: "ما از طریق نقل قول های۱۰۰ ساله می‌دانستیم که افعی‌ها در برابر سم خود مقاوم هستند. اما برای مدت طولانی، هیچکس نمی‌دانست دقیقاً چه چیزی در خون آنها در گردش است که از آنها محافظت می‌کند."

یک دفاع طبیعی پنهان در خون مار زنگی

در سال ۲۰۲۲، آزمایشگاه کارول بخشی از پاسخ را یافت: پروتئینی به نام  FETUA-3.

 محققان کشف کردند که این پروتئین می‌تواند فعالیت بسیاری از سموم متالوپروتئیناز موجود در زهر مار زنگی پشت الماسی غربی را مسدود کند. همچنین می‌تواند به سموم چندین گونه دیگر مار زنگی متصل شده و آنها را مهار کند.

او گفت: "این روش تکامل برای مارها بود تا از خود در برابر تزریق تصادفی زهر به خودشان محافظت کنند و این سوال بعدی را ایجاد کرد که چرا وقتی طبیعت یک پادزهر مؤثر را درست در مار بسته‌بندی کرده است، به آنتی‌بادی‌های اسب تکیه کنیم؟"

برای تحقیق جدید، نویسندگان همکار از جمله «الدا سانچز»، مدیر مرکز ملی تحقیقات سموم طبیعی در دانشگاه A&M (تگزاس-کینگزویل)، بررسی کردند که هر پروتئین FETUA چه نقشی در مقاومت در برابر زهر دارد.

این تیم دریافتند که پروتئین‌های منفرد می‌توانند با اثرات خاصی از زهر مقابله کنند. به عنوان مثال، یکی ممکن است خونریزی را کاهش دهد، در حالی که دیگری می‌تواند در فعالیت آنزیم اختلال ایجاد کند. با این حال، هیچ یک از پروتئین‌های FETUA به تنهایی قادر به جلوگیری کامل از مرگ ناشی از نیش سمی نبودند.

ترکیب پروتئین‌ها به طور چشمگیری محافظت را افزایش می‌دهد

نتایج زمانی تغییر کرد که محققان چندین پروتئین FETUA را با هم ترکیب کردند. این مخلوط‌ها در مسدود کردن اثرات مضر سم بسیار مؤثرتر از پروتئین‌های منفرد به تنهایی بودند.

یافتن بهترین ترکیب‌ها مشکل است زیرا سم مار فوق‌العاده پیچیده است. یک سم می‌تواند حاوی حدود ۱۰۰ پروتئین سمی متعلق به چندین خانواده پروتئینی باشد و ترکیب سم از یک گونه مار به گونه دیگر متفاوت است.

کارول گفت: "مواد تشکیل دهنده وجود دارند. ما فقط باید به آزمایش مخلوط‌های مختلف ادامه دهیم."

در آزمایش‌های آزمایشگاهی، ترکیبات بهینه شده پروتئین‌ها حدود ۱۰ برابر قوی‌تر از پادزهر مار زنگی فعلی مشتق شده از گوسفند بودند. این مخلوط‌ها اثرات کشنده سم مار زنگی را به طور کامل خنثی کردند و همچنین محافظت گسترده‌ای در برابر سم گونه‌های مختلف افعی فراهم کردند؛ از جمله گونه‌هایی که میلیون‌ها سال تکامل از هم جدا شده‌اند.

کارول گفت: «این واقعیت که بخش‌هایی از این مهارکننده‌ها در طول ۵۰ میلیون سال تکامل مار کاملاً حفظ شده‌اند، به شما می‌گوید که این خطر برای این حیوانات چقدر واقعی است.»

به سوی نسل جدیدی از پادزهرها

مطالعه‌ حاضر روی متالوپروتئینازها، یکی از خانواده‌های مهم زهرهای خطرناک متمرکز بود. محققان اکنون از همان استراتژی کلی برای هدف قرار دادن سایر خانواده‌های سموم استفاده می‌کنند.

کارول گفت: «ما به طور قابل توجهی به یافتن راه‌حل‌های مؤثر برای سه خانواده‌ اصلی سموم در افعی‌ها نزدیک شده‌ایم. آنچه در اینجا آموخته‌ایم همراه با تحقیقاتی که اکنون انجام می‌دهیم، به ما اطمینان واقعی می‌دهد که پادزهرهای نوترکیب [تولید شده در آزمایشگاه] مبتنی بر طبیعت در دسترس هستند.»

کارول انتظار دارد که اولین کاربردهای تجاری «پادزهر طبیعت» در دامپزشکی باشد و درمان‌های مارگزیدگی انسان نیز احتمالاً بعداً به آن اضافه شود.

او پادزهرهای آینده‌ای را تصور می‌کند که در برابر طیف وسیع‌تری از سموم محافظت می‌کنند و در عین حال ایمن‌تر، ارزان‌تر و تولید آنها در مقیاس بزرگ آسان‌تر از بسیاری از درمان‌های فعلی است.

کارول گفت: «ما می‌توانیم به اندازه کافی از این ماده بسازیم و به حل یک مشکل عظیم بهداشت جهانی کمک کنیم. بسیاری از مهم‌ترین داروهای ما از طبیعت آمده‌اند. من خوشحالم که اجزای یک پادزهر بهتر از تجاری، از همان ابتدا در این مارها وجود داشته است».