Utforska spindelgiftets dubbla attack
Spindelgiftforskning har hittills fokuserat på ett relativt smalt område. Nu har en grupp forskare i Schweiz grävt lite djupare för att ta reda på exakt hur dödligt det är.
Djurgift har länge använts i medicin. Medan industrin tidigare fokuserade på ormgift, undersöks nu spindlar.
De två typerna fungerar på mycket olika sätt; ormgift riktar sig mot hjärt-kärlsystemet, medan spindelgift riktar sig mot nervsystemet.
Att förstå exakt hur spindelgift fungerar kan leda till effektiva behandlingsmetoder för epilepsi och stroke.
Forskare vet redan att arachnidgift orsakar en nedbrytning av jonkanalernas funktion. Dessa kanaler måste kunna öppnas och stängas vid specifika tidpunkter för att kontrollera muskler och andra kritiska kroppsprocesser.
När spindelgift kommer in i en kropp stör det det vanliga jonkanalflödet, vilket resulterar i förlamning och ibland dödsfall. Att fokusera på förhållandet mellan dessa kanaler och gift kan vara biljetten till en revolutionerande ny behandling.
Forskning om spindelgift har pågått under de senaste decennierna, men mycket av det har kretsat kring effekterna av neurotoxiner. Detta har bidragit till utvecklingen av framgångsrika insektsmedel, men läkemedelsrelaterade användningar undersöks fortfarande.
Venoms dubbla hit
Att använda spindelgift för att behandla sjukdomar i det mänskliga nervsystemet kräver en djupare förståelse för giftets komponenter. En ny studie från University of Bern's Institute of Ecology and Evolution (IEE), i Schweiz, kombinerar år av sådan forskning för att bevisa hur komplex giften egentligen är.
Gift av Cupiennius salei - mer allmänt känd som den tigervandrande spindeln - är studiens främsta fokus. Det är en relativt stor spindel med en benspännvidd på cirka 10 centimeter och finns vanligtvis i Centralamerika. När det fångar byte gör det det genom att bakhåll och släppa gift, snarare än att snurra på ett nät.
I studien, publicerad i Toxiner, forskare tittade på hur giftets olika ingredienser samverkar för att förlama byten. De kallar det den dubbla bytesinaktiveringsstrategin, så kallad för de två delarna som utgör processen.
En del är bestämt neurotoxisk, och den andra delen syftar till att störa stabiliteten i kroppen. "Båda delarna av strategin samverkar väldigt nära", förklarar författaren Lucia Kuhn-Nentwig, Ph.D.
”Giftet riktar sig inte bara mot bytesmusklerna och nervsystemet - den inre homeostasen, en fysiologisk balans i en organism, störs också av blockaden av jonkanaler och olika metaboliska vägar.”
Lucia Kuhn-Nentwig, Ph.D.
Kort sagt, neurotoxinerna riktar sig mot muskler och nervsystemet, vilket resulterar i förlamning. Vävnadsdöd tillåter giftet att spridas i hela kroppen, medan den metaboliska delen orsakar en blodsockerspets, vilket leder till betydande skador på kroppsfunktionerna.
Kuhn-Nentwig beskriver just denna spindels giftstrategi som ”mycket effektiv. [Det] minskar risken för att spindeln tappar bytet, liksom risken för att potentiellt byte utvecklar ett motstånd mot spindelgift på lång sikt. ”
Mer än bara ett toxin
Men forskarna var inte färdiga där. För att ytterligare förstå dödligheten i spindelens gift studerade IEE-forskarna varje enskild RNA-molekyl som finns i giftkörtlarna. De upptäckte att ett protein som kallas alfa-amylas var huvudproteinet i giften.
"Baserat på detta kunde vi förstå förekomsten av många andra peptider och proteiner som bidrog till den giftiga effekten av spindelgift", säger Kuhn-Nentwig.
Sammanfattar lagets slutsatser, konstaterar hon, "Spindergift är mer än bara ett toxin - det är en hel armada av ämnen som attackerar, förlamar och dödar en organism på maximalt många olika sätt."
Insikt i hur ett icke-toxiskt element utvecklas till ett giftigt ämne kan stödja framtida medicinsk användning av spindelgift. Forskare tror att giftstrategin som används av den tigervandrande spindeln också används av majoriteten av andra spindelarter, vilket gör denna upptäckt ännu viktigare.
