Ababil Wings SS / màn trập

Trong hàng ngàn năm, con người đã chuyển sang tự nhiên để chữa trị và làm dịu những căn bệnh của họ. Khoa học hiện đại được xây dựng trên những nền tảng cổ xưa này và các chương trình khám phá sản phẩm tự nhiên của thành lập bởi các công ty dược phẩm đã cung cấp cho chúng tôi các loại thuốc có thể điều trị ung thư, nhiễm trùng và hơn thế nữa.

Nhưng việc khám phá ra các loại thuốc được tìm thấy trong tự nhiên là rất đơn giản. Nó đủ khó để thu thập đủ số lượng sinh vật có ích, cho dù đó là rễ cây hay rắn độc, và thậm chí còn khó hơn để phân lập hợp chất dược liệu chính xác và sau đó sản xuất nó với số lượng lớn.

Với tất cả những vấp ngã này, không có gì ngạc nhiên khi các công ty dược phẩm chuyển trọng tâm từ tự nhiên sang phòng thí nghiệm và bắt đầu thiết kế các hợp chất từ ​​đầu, số lượng lớn trong đó có thể là sàng lọc hoạt động đầy hứa hẹn. Từ các 1990 trở đi, các công ty dược phẩm hợp lệ chấm dứt chương trình khám phá thiên nhiên của họ và các bộ sưu tập lớn các chiết xuất sàng lọc mà họ tích lũy đã được bán hoặc giải tán.

Tuy nhiên, những phát triển gần đây về di truyền học đã thúc đẩy sự thay đổi đối với các sản phẩm tự nhiên. Các nhà khoa học hiện có thể khai thác toàn bộ DNA của một sinh vật để tìm kiếm các hợp chất hữu ích, và ngày càng rõ ràng rằng chúng ta hầu như không làm trầy xước bề mặt của sự đa dạng phân tử của tự nhiên, đã được mài giũa qua hơn ba tỷ năm thử nghiệm và sai sót. Có rất nhiều loại thuốc vẫn chưa được khám phá, ẩn nấp trong thực vật, động vật, nấm và vi khuẩn. Nhận thức này, và các cuộc khủng hoảng sức khỏe lờ mờ như sự gia tăng của kháng kháng sinh, đã làm gia tăng sự quan tâm trong việc tìm kiếm các hợp chất hữu ích trong tự nhiên - được gọi là bioprospecting.

Exenatide, một loại thuốc có nguồn gốc từ nước bọt của 'quái vật gila', được sử dụng để điều trị bệnh tiểu đường loại 2. Trong 2014, nó đã tạo ra doanh thu là US $ 767m, trong đó không dành cho việc bảo tồn những con thằn lằn gần bị đe dọa này. Kris Wiktor / màn trập

Hầu hết các loại thuốc có nguồn gốc tự nhiên ngày nay đều có nguồn gốc từ thực vật, nấm và vi khuẩn. Những loại thuốc được chiết xuất từ ​​động vật phần lớn đến từ chỉ một vài nguồn: động vật có xương sống có nọc độc như thằn lằn quái vật gila hay rắn jararaca, nước bọt đỉahoặc nọc độc và dịch tiết của sinh vật như bọt biển hoặc động vật thân mềm. Nhưng động vật rất đa dạng và chúng ta hầu như không tham gia vào việc sử dụng dược phẩm tiềm năng của nhóm đa dạng nhất - côn trùng.

Côn trùng có đầy đủ các hợp chất hữu ích

Côn trùng chiếm giữ mọi ngóc ngách trên cạn và nước ngọt có thể tưởng tượng được trên Trái đất. Do đó, chúng có một loạt các tương tác gây hoang mang với các sinh vật khác, điều đó có nghĩa là chúng đã tiến hóa một loạt các hợp chất khổng lồ để bảo vệ bản thân hoặc làm mồi cho người khác.

Trong số các tỷ lệ nhỏ côn trùng đã được điều tra, một số hợp chất thú vị đã được xác định. Ví dụ, alloferon, một hợp chất chống vi trùng được sản xuất bởi ấu trùng ruồi, được sử dụng như một chất chống vi-rút và chống độc ở Hàn Quốc và Nga. Ấu trùng của một vài loài côn trùng khác đang được điều tra cho các thuốc chống vi trùng mạnh. Ngoài ruồi, một hợp chất có nguồn gốc từ nọc độc của ong bắp cày Polybia paulista có thể tiêu diệt tế bào ung thư mà không làm hại tế bào bình thường.

Polybia paulista được tìm thấy ở phía đông nam Brazil. Đại học bang Mario Palma / Sao Paulo

Vậy tại sao các nhà sinh học đã chú ý tương đối ít đến côn trùng? Sự đa dạng là một phần đáng trách - với hàng triệu loài để tìm kiếm, tìm một loài côn trùng có ích cũng giống như tìm kim trong đống cỏ khô. Và mặc dù chúng tôi coi côn trùng có ở khắp mọi nơi, nhưng thực tế của sự phổ biến này là số lượng lớn của một vài loài cực kỳ phổ biến. Hầu hết các loài côn trùng rất khó tìm và rất khó nuôi trong môi trường nuôi nhốt.

Và ngay cả khi một loài hữu ích đã được xác định và nuôi thành công, vẫn rất khó để có đủ số lượng vật liệu liên quan. Côn trùng nói chung là rất nhỏ và các tuyến bên trong chúng tiết ra các hợp chất thú vị, có khả năng hữu ích vẫn nhỏ hơn.

Tìm kiếm côn trùng thân thiện

Tin tốt là chúng ta có thể vượt qua một số khó khăn này bằng cách sử dụng kiến ​​thức về lịch sử tự nhiên để nhắm vào những nỗ lực của chúng ta. Chính tôi và David Wilcockson tại Đại học Aberystwyth, thuật ngữ này tiếp cận phát hiện thuốc do sinh thái học.

Nhiều côn trùng quảng cáo việc sản xuất các hợp chất có khả năng hữu ích theo cách chúng sống và nơi chúng sống. Một số tạo ra nọc độc mạnh, phức tạp để khuất phục con mồi và giữ nó tươi cho con của chúng. Những người khác là bậc thầy trong việc khai thác môi trường sống vi mô bẩn thỉu, chẳng hạn như phân và xác, nơi họ thường xuyên bị thách thức bởi vô số vi sinh vật. Các côn trùng trong cả hai ví dụ này đều có một bộ hợp chất kháng khuẩn để đối phó với vi khuẩn và nấm gây bệnh có khả năng đóng vai trò hoặc truyền cảm hứng cho các loại kháng sinh mới cho con người.

Ấu trùng bọ cánh cứng này sống trong vật chất thối rữa và liên tục bị thách thức bởi các mầm bệnh tiềm năng. Ross Piper, tác giả cung cấp

Mặc dù kiến ​​thức lịch sử tự nhiên chỉ cho chúng ta đi đúng hướng nhưng nó không giải quyết được các vấn đề liên quan đến kích thước nhỏ của côn trùng và một lượng nhỏ các hợp chất thú vị mà chúng tạo ra. May mắn thay, giờ đây có thể xác định và sau đó bắn ra các đoạn DNA của côn trùng mang mã cho các hợp chất thú vị và chèn chúng vào các dòng tế bào cho phép sản xuất số lượng lớn hơn.

Tôi rất muốn giúp phát triển một loại thuốc có nguồn gốc từ côn trùng, động lực chính của tôi khi nhìn côn trùng theo cách này là bảo tồn - Tôi muốn thuốc từ bọ xít tạo ra quỹ để khám phá cơ bản, khám phá loài và lịch sử tự nhiên. Tất cả các loài, tuy nhỏ và dường như không đáng kể, đều có quyền tồn tại vì lợi ích riêng của chúng, nhưng tình cảm này thiếu đi tầm ảnh hưởng chính trị cần thiết để đấu tranh bảo tồn thiên nhiên khẩn cấp. Chúng tôi cần một cái gì đó hữu hình hơn, một cái gì đó có liên quan trực tiếp đến mọi người, và bạn sẽ khó có thể tìm thấy bất cứ thứ gì được tổ chức thân thương như sức khỏe.

Nếu chúng ta có thể chiếu ánh sáng vào hốc tối của tủ thuốc, khám phá hóa học hữu ích của các loài động vật đa dạng nhất trên hành tinh, tôi tin rằng chúng ta có thể khiến mọi người nghĩ khác về giá trị của thiên nhiên.

Giới thiệu về Tác giả

Ross Piper, nhà côn trùng học và nhà động vật học; thăm đồng nghiệp nghiên cứu, Đại học Leeds

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan

at Thị trường InnerSelf và Amazon