Neurotoxina peștelui balon, creată de cercetători după un secol de încercări

Neurotoxina peștelui balon, Tetrodotoxina (TTX), este cea mai otrăvitoare neurotoxină naturală. Aceasta este produsă în corpul animalelor marine precum peștii balon, melcii, caracatițele, tritonii, broaștele și viermii.

Pentru a studia și a valorifica puterea acestei substanțe misterioase, oamenii de știință din diferite părți ale lumii au încercat să sintetizeze TTX în medii de laborator de peste o sută de ani. O echipă a Universității din New York (NYU) a reușit acum să facă acest lucru.

• Capsula OSIRIS-REx a ajuns pe Pământ cu mostrele de material extraterestru
• Bacteriile modificate genetic descompun materialele plastice în apa sărată

Într-un studiu publicat recent, cercetătorii au dezvăluit un proces în 22 de etape prin care tetrodotoxina, neurotoxina peștelui balon, (și derivații săi) activă biologic, foarte eficientă poate fi creată din materiale disponibile comercial.

Ei susțin că au descoperit cea mai „concisă” metodă de sinteză a TTX. „Sinteza noastră nu este prima sinteză a tetrodotoxinei; cu toate acestea, este cea mai eficientă de până în prezent, până la de 30 de ori mai eficientă”, a declarat Dirk Trauner, de la NYU, pentru Interesting Engineering.

Enigma dată de neurotoxina peștelui balon

Tetrodotoxina este adesea considerată o enigmă de către mulți oameni de știință, deoarece ei încă nu sunt siguri cum pot animalele precum peștele balon să producă și să stocheze această substanță otrăvitoare în corpurile lor.

În plus, un mare mister înconjoară proprietățile substanței chimice care sunt folosite în alte scopuri decât autoapărarea. Profesorul Trauner și echipa sa cred că TTX poate fi considerată o „moleculă cheie” datorită rolului pe care l-ar putea avea în definirea relației prădător-pradă în ecosistemul nostru.

Analgezice care nu creează dependență

De asemenea, se crede că aceasta funcționează ca un feromon sau ca un stimulent al hrănirii în unele organisme. Ca neurotoxină paralitică puternică, TTX poate bloca canalele ionice conductoare de sodiu din membranele celulelor nervoase și poate opri semnalele din circuitele neuronale. Acest lucru ne aduce la cel mai important motiv pentru care oamenii de știință au fost fascinați de tetrodotoxină atât de mult timp.

Cercetătorii susțin că capacitatea TTX de blocare a canalelor de sodiu deține secrete legate de dezvoltarea unei noi clase de analgezice eficiente.

„Există o nevoie medicală enormă de analgezice cu noi moduri de acțiune, în special de unele care funcționează diferit de opioide. Tetrodotoxina are proprietatea interesantă de a bloca semnalele nervoase. Aceste semnale nervoase sunt parte integrantă a senzației de durere și, din această cauză, tetrodotoxina este considerată a fi o cale promițătoare pentru dezvoltarea de analgezice de generație următoare, care nu creează dependență”, a spus Trauner.

De ce a durat atât de mult sintetizarea TTX?

Tetrodotoxina se găsește în ficatul și în organele de reproducere ale animalelor marine precum broaștele râioase, tritonii și peștii balon. Omul de știință japonez Dr. Yoshizumi Tahara a izolat TTX pentru prima dată în 1894 și a confirmat realizarea în 1909. De atunci oamenii de știință au tot studiat și încercat să sintetizeze substanța chimică în medii de laborator.

Cu toate acestea, crearea unei versiuni stabile și pure a tetrodotoxinei a fost o provocare pentru biochimiști din cauza structurii sale foarte complexe și a instabilității chimice. Deși oamenii de știință au reușit să sintetizeze TTX și în trecut, majoritatea acestor neurotoxine au fost fie foarte instabile, fie mai puțin eficiente.

În plus, multe dintre aceste metode nu puteau fi extinse la scară largă deoarece implicau numeroși pași, cu complicațiile lor.

Neurotoxina peștelui balon este complexă și instabilă

„Principala provocare în sinteza tetrodotoxinei este complexitatea sa chimică de grad înalt, instabilitatea chimică și provocarea pe care o reprezintă purificarea și izolarea acesteia. Acest lucru se reflectă în sinteza anterioară, care a necesitat mai mulți pași și a fost mai puțin eficientă în general”, a spus profesorul Trauner.

Interesant este că abordarea sintezei TTX sugerată de cercetătorii de la NYU începe cu un derivat de glucoză, implică doar 22 de pași și oferă un randament impresionant de 11%.

Profesorul Trauner și echipa sa susțin că abordarea lor este în prezent cea mai eficientă și probabil singura metodă potrivită pentru producerea tetrodotoxinei și a derivaților săi la scară largă. Cercetătorul va folosi acum această muncă pentru a studia în continuare proprietățile analgezice ale neurotoxinei.

Studiul este publicat în revista Science.

Vă recomandăm să citiți și:

Doar 7% dintre americani au o sănătate cardiometabolică bună

Sunetul reduce durerea, cel puțin în cazul șoarecilor, au descoperit cercetătorii

Supradoza de vitamina D e posibilă și tot mai comună, avertizează medicii

Legătura dintre poluare, tulburările autoimune și bolile cronice, descoperită de noi studii