زهر مار دارویی که زندگی انسان را تغییر می‌دهد

گروه علمی: به تازگی محققان برزیلی با تحقیقات و مطالعات فراوان کشف کرده‌اند که می‌توان از زهر مار برای درمان افزایش فشار خون استفاده کرد.پژوهشگران موسسه تحقیقاتی سائوپائولو (FAPESP) دو مطالعه انجام داده‌اند و در آن به بررسی کاربرد‌های بیوتکنولوژی سموم مار‌ کوتیارا و مار بوشمستر آمریکای جنوبی پرداخته‌اند. با وجود چند دهه تحقیق و مطالعه، سموم مار و عنکبوت همیشه محققان را شگفت‌زده می‌کنند و این مطالعات نشان می‌دهند که ثروتی از اطلاعات نهفته در سموم آنها وجود دارد. دکتر الکساندر تاشیما، محقق اصلی و استاد دانشگاه پزشکی فدرال سائوپائولو، در یک بیانیه احساس تعجب خود را بیان کرده است و گفته است: «حتی با این همه اطلاعات به دست آمده،  ممکن است به اکتشافات جدید دیگری مثل قطعات پیش بینی نشده‌ای که بخش‌هایی از پروتئین‌های شناخته شده هستند، دست پیدا کنیم.» زهر مار ، دارویی که زندگی انسان را تغییر می‌دهد
در مطالعه اول، تمرکز بر روی مار Cotiara بود که پپتید جدیدی به نام Bc-۷a را فاش کرد. این پپتید، اگرچه بخشی از پروتئینی است که باعث خونریزی در طعمه مار می‌شود، اما در اصطلاحات عملکردی، نزدیک‌تر به پپتیدهایی است که مسئول داروهایی مانند کاپتوپریل هستند که با مهار فعالیت آنزیم تبدیل کننده آنژیوتانسین (ACE)، فشار خون را کاهش می‌دهند. گرچه مولکول‌های مهار کننده ACE بسیاری قبلا وجود داشته، اما اینها عوارض جانبی را به شکل سرفه خشک، سرگیجه و افزایش پتاسیم خون بروز می‌دهند.

طبق تحقیقی که در مجله Biochimie منتشر شده است، مجموعاً ۱۹۷ پپتید شناسایی شده که ۱۸۹ تا از آن‌ها برای اولین بار گزارش شده‌اند. در سال ۲۰۱۲ تیم پژوهشی ۷۳ پپتید را در سم گونه‌های یکسان پیدا کرده بود. پیشرفت و گام بزرگ این اکتشافات از آنجاست که فناوری پیشرفته‌تر، امکانات سریع‌تر و حساس‌تر و افزایش توالی‌های پپتید در دیتابیس‌ها فراهم شده است.

یک پپتید برای کنترل فشار خون
تحقیق دوم روی زهر مار بوشمستر آمریکای جنوبی انجام شد و حدود ۱۵۱ پپتید شناسایی شدند، که ۱۲۶ تا از آن‌ها قبلاً شناخته نشده بودند. از جمله پپتیدهایی که بسیار جالب بنظر می‌رسد، پپتید Lm-10a است که از یک فلز پروتئیناز (آنزیم پروتئاز که مکانیسم کاتالیز آن شامل فلز است) به دست می‌آید.

این پپتید Lm-10a نه تنها ACE را مهار می‌کند، بلکه پتانسیل درمان مشکلات فشار خون را نیز دارد. پژوهشگران معتقدند که هر دو پپتید Lm-10a از L. muta و Bc-7a از B.cotiara ناشی از فرآیندهای شکستگی در طول رشد سم هستند، که نشان دهنده تعامل پیچیده مکانیزم‌های زیستی در تکامل سم است.تاشیما در ادامه افزود: «در این نوع تحلیل، توالی پروتئین به دست آمده فقط یک لحظه‌نگاری است. تقسیم، تجزیه آنزیمی و سایر فرآیندهایی که پپتیدهای جدیدی را تولید می‌کنند و به طور لزوم شناسایی نمی‌شوند، همیشه رخ می‌دهند.»

این کشف‌ها نشان دهنده پیشرفت‌های چشمگیری هستند، اما برای بهره‌برداری کامل از پتانسیل این پپتیدها، تحقیقات بیشتری لازم است. تاشیما بر روی طبیعت پویای رشد سموم تأکید کرد و اشاره کرد که طبیعت پویای سموم مارهای سمی می‌تواند بیشترین بینش را در زمینهٔ پپتیدها و نقش آن‌ها در بیولوژی ارائه دهد.

تاشیما افزود: «با وجود پیشرفت‌هایی که در فناوری توالی‌گیری اتفاق افتاده، هنوز چیزهای بسیاری از جهان پپتیدها و نقش آن‌ها در بیولوژی باقی مانده که کشف نشده است. ما باید از شانس خوبی که برای مطالعه این گونه‌ها داریم، استفاده کنیم. متاسفانه بسیاری از این گونه‌ها قبل از اینکه کشف شوند، از بین می‌روند.»

خلاصه مطلب
زهر مار در اصل از پروتئین‌ها و پپتیدها تشکیل شده‌ که با هدف تخریب تعادل جانوران شکاری، با مولکول‌های خاصی تعامل می‌کند. شناسایی سموم و مکانیزم‌ آن‌ها می‌تواند منجر به کشف داروهای جدیدی بر پایه چارچوب پپتیدی طبیعی شود. در این مطالعه، ما از پپتیدومیکس (Peptidomics) مبتنی بر طیف‌سنجی جرمی برای توالی‌گیری 197 پپتید در سم Bothrops cotiara استفاده کردیم، که شامل یک پپتید 7 رزیدیو از یک فلزپروتئین سم ماری است.

این پپتید که با نام Bc-7a شناخته می‌شود، دارای یک اسید پیروگلوتامیک در N-ترمینال و یک موتیف PFR در C-ترمینال است که با برادیکینین هم‌سازی دارد. با استفاده از آزمایشات زیرکشت FRET (انتقال انرژی رزونانس فلورسانس) ثابت کردیم که Bc-7a با شدت بسیار زیاد، دو دامنه آنژیوتانسین تبدیل کنندهٔ آنزیم را مهار می‌کند (Ki < 1 μM).

یافته‌های ما به رپرتوار پپتیدهای فعال زیستی از سموم مارها که قادر به مهار آنزیم تبدیل کننده آنژیوتانسین (ACE) هستند، به غیر از الگوهای ساختاری و پیش‌نیازهای شناخته شده، اضافه می‌شود. به طور خلاصه، ما یک پپتید زهر مار جدید با مهار کنندگی ACE کشف کرده‌ایم که نشان می‌دهد می‌تواند به اثر کاهنده فشار خون مشاهده شده در مسمومیت توسط سم مار کمک کند.