Международная группа ученых выявила в яде Conus geographus — хищного брюхоногого моллюска из семейства конусов (Conidae) — компонент, который, подобно человеческому гормону соматостатину, влияет на уровень глюкозы и различных гормонов в организме. Исследователи полагают, что направленное и длительное действие этого токсина, с помощью которого морские улитки охотятся, подскажет путь к созданию более эффективных лекарств для пациентов, страдающих диабетом или гормональными нарушениями.
Свежевыловленные морские улитки Conus geographus / © Safavi Lab
Диабет — одна из острейших проблем мирового здравоохранения. По оценкам ВОЗ, в 2021 году в мире насчитывалось 529 миллионов больных сахарным диабетом. Ожидается, что к 2050 году число таких пациентов приблизится к полутора миллиардам. В России с этим диагнозом живут более пяти миллионов человек. Вероятно, столько же о нем просто не знают.
Ученые по всему миру постоянно ищут действенные способы лечения диабета. Одна из таких исследователей — биохимик и биолог Хелена Сафави-Хемами (Helena Safavi-Hemami) из Университета Юты (США).
Вместе с коллегами из Соединенных Штатов и других стран Сафави-Хемами уже много лет изучает яд конуса географического. Ранее специалисты из ее команды обнаружили: инсулиноподобные вещества в составе токсина так быстро снижали уровень глюкозы у жертв, что те впадали в коматозное состояние. Открытия о компонентах яда помогли ученым разработать версию инсулина, действующую в несколько раз быстрее человеческого.
Предполагая, что «арсенал» C. geographus этим не ограничивается и что в яде могут быть другие соединения, нарушающие уровень глюкозы в крови, ученые продолжили работу. Статья о новом исследовании недавно вышла в журнале Nature Communications.
В этот раз специалисты рассмотрели похожий на соматостатин компонент под названием консоматин nG1 (Consomatin nG1). В организме людей соматостатин тормозит многие процессы, не допуская опасного повышения уровня глюкозы, различных гормонов и многих других важных веществ. Таким же образом работает его аналог в яде морской улитки, только по сравнению с человеческим он отличается большей стабильностью и избирательностью. Это и привлекло к нему внимание как к потенциальному образцу для разработки лекарств.
Consomatin nG1 имеет общее эволюционное происхождение с соматостатином, но за миллионы лет развития конусы превратили свой гормон в оружие. Ученые полагают, что сочетание этого вещества с упомянутым выше инсулиноподобным компонентом обеспечивает смертоносный эффект токсина: под влиянием первого у жертвы сначала резко падает уровень глюкозы в крови, а второй препятствует его восстановлению.
Исследователи в лабораторных тестах проследили, как Consomatin nG1 ведет себя с клетками из организма людей, с которыми обычно взаимодействует соматостатин. Выяснилось, что если для человеческого гормона «мишенями» выступали сразу несколько белков, то его «двойник» из яда моллюска связывался только с одним определенным белком. Это и обеспечило высокую селективность токсина конуса географического.
Более того, избирательность у консоматина nG1 оказалась выше, чем у самых узконаправленных из существующих синтетические средств для регулирования гормонов, таких как препараты, влияющие на выработку гормона роста.
Конечно, воздействие консоматина nG1 на уровень глюкозы в крови может быть опасным, поэтому использовать его напрямую для терапии исследователи не собираются. Вместо этого они хотят подробно изучить структуру вещества, чтобы применить эти знания для создания новых лекарств от эндокринных расстройств с меньшим количеством побочных эффектов.
К тому же Consomatin nG1 сохраняется в организме гораздо дольше, чем соматостатин, благодаря присутствию необычной аминокислоты, затрудняющей его расщепление. Вероятно, эта особенность пригодится в разработке препаратов с более длительным действием.
