Animali da incubo: fonte di tanti fobie ma anche di innovazioni scientifiche

Paura di certi insetti e animali famigeratamente disgustosi? Certe fobie sono giustificate o meno, per scarafaggi, ragni, lucertole, pipistrelli, topi, tanto per citare quelli più frequentemente menzionati. Eppure, pochissimi sanno che da alcuni di essi derivano sostanze con enorme potenzialità sia medicinale, che tecnologica.

Curiosi? Ecco la “hit parade”.

1. Ragni

La sindrome dell’intestino irritabile (IBS) si riferisce a un gruppo coesistente di sintomi gastrointestinali, tra cui la diarrea e il dolore addominale che possono influire gravemente sulla qualità della vita di una persona. Secondo i dati pubblicati nel 2014, circa l’11% della popolazione mondiale ci convive. Nel 2016, i ricercatori dell’Università di Adelaide in Australia, la Johns Hopkins University di Baltimora e altre istituzioni collaboratrici hanno trovato una nuova potenziale sorgente per il trattamento del dolore correlato all’IBS: nel veleno dei ragni. Più in particolare, il team ha scoperto che le tossine prodotte da una specie di tarantola, Heteroscodra maculata, erano in grado di attivare una proteina (canale ionico), NaV1.1 presente nei nervi intestinali che invia segnali di dolore. I ricercatori ritenevano che questa scoperta potesse portare a trattamenti più mirati per il dolore da IBS. E infatti, nel 2018, i membri del team iniziale hanno pubblicato un nuovo studio che riportava di aver trovato un modo per bloccare il segnale del dolore nei modelli murini di IBS. Sempre nel 2018, gli investigatori dell’Università del Queensland e il Florey Institute of Neuroscience e Mental Health – entrambi in Australia – hanno riconosciuto le proprietà terapeutiche di un peptide presente nel veleno dei ragni: Hm1a. Il team, guidato dal Prof. Glenn King dell’Università del Queensland, è stato in grado di utilizzare Hm1a per attivare selettivamente NaV1.1 nei modelli murini della sindrome di Dravet, una forma grave di epilessia. In tal modo, i ricercatori sono stati in grado di eliminare le convulsioni nei topi trattati con la molecola del veleno del ragno.

Il prof. Steven Petrou ha commentato: "I ragni uccidono le loro prede attraverso composti di veleno che colpiscono il sistema nervoso. Milioni di anni di evoluzione hanno raffinato veleno di ragno per indirizzare in modo specifico determinati canali ionici, senza causare effetti collaterali su altri. Farmaci derivati da veleni di ragno mantengono questa accuratezza: ciò che è stato scoperto potrebbe portare a trattamenti più efficaci per gli attacchi nella sindrome di Dravet, ma il veleno dei ragni non è l'unico obiettivo nella ricerca biomedica. "Le sete di ragno sono il materiale biologico più duro" dice Jessica Garb, professoressa associata nel Dipartimento di Scienze Biologiche dell'Università del Massachusetts Lowell: "Sono più resistenti dell'acciaio, ma pesano molto meno, e alcune sete di ragno possono essere allungate fino a tre volte la loro lunghezza senza rompersi". Per queste ragioni, Garbs ed il suo team hanno studiato questo materiale incredibilmente sottile e resistente, con l'obiettivo di scoprire cosa conferisce alla seta la sua forza e versatilità. Garb e colleghi hanno ricevuto una sovvenzione da $ 335.000 dalla National Science Foundation per le loro ricerche sulla seta del ragno. Svelando il suo segreto, gli investigatori sperano di riuscire a trovare una formula per i biomateriali di prossima generazione. Ad esempio, questi materiali potrebbero essere utilizzati per migliorare caschi e protezioni per il corpo o altri dispositivi di protezione, dispositivi medici come protesi, bende e punti di sutura, persino attrezzature sportive.

2. Vespe

Molti di noi sono terrorizzati dalle vespe, principalmente a causa del loro comportamento aggressivo apparentemente casuale, e perché la loro puntura può produrre reazioni allergiche, che possono variare da lieve gonfiore ad anafilassi conclamata. Ma c'è anche un potenziale curativo nel loro pungiglione - almeno secondo una serie di studi clinici condotti negli ultimi anni. Ad esempio, uno studio pubblicato sulla rivista Toxins nel 2015 ha identificato tre peptidi presenti nei veleni delle api e delle vespe, che, secondo gli autori, hanno applicazioni in biomedicina. Uno di questi peptidi, il mastoparano, è presente nel veleno di calabroni e vespe ed è da alcuni decenni studiato nella delucidazione dei fenomeni biologici di alcune cellule immunitarie. Tra gli altri tipi di potenziale terapeutico, ha proprietà antimicrobiche e antivirali. Il mastoparano da solo o in combinazione con altri antibiotici potrebbe essere un'alternativa promettente per combattere i batteri multi-resistenti nella pratica clinica. Tuttavia, i ricercatori avvertono anche che questo peptide può essere tossico per i tessuti sani, attaccando i batteri e le cellule circostanti allo stesso modo. Pertanto, sono necessari lo sviluppo di nuove strategie per ridurre gli effetti collaterali tossici del mastoparano, migliorando così la sua applicabilità clinica. Un altro studio, sempre del 2015, ha suggerito che Polybia-MP1 - un mastoparano presente nel veleno della vespa sociale Polybia paulista - fosse in grado di inibire la proliferazione delle cellule del cancro della vescica e della prostata, nonché delle cellule leucemiche resistenti ai farmaci. Il peptide fa questo bucando le membrane delle cellule tumorali, facendogli "disperdere" il loro contenuto interno.

Ancor più sorprendentemente, la ricerca dell'Università della California a Riverside - pubblicata l'anno scorso su Biochemistry - ha identificato una nuova classe di peptidi del veleno di vespe, ampulexine, prodotta da Ampulex compressa (la vespa di smeraldo), che potrebbe aprire un nuovo percorso per i trattamenti del Parkinson . La vespa gioiello di smeraldo è infame - punge gli scarafaggi, prima li paralizza e poi "controlla" il loro cervello in modo che gli scarafaggi diventino letargici e facili da manipolare. In definitiva, questo permette alle vespe di inserire le loro uova nei corpi degli scarafaggi così che quando si schiudono, le larve di vespa possono usare questa come prima fonte di cibo. Per quanto raccapricciante sia questo processo, ha dato all'università della California un importante vantaggio: lo stato immobile degli scarafaggi punteggiati è simile ad alcuni sintomi del morbo di Parkinson. Poiché le ampulexine sembrano essere responsabili dell'induzione dell'immobilità, i ricercatori mirano a studiarle nella speranza che queste consentano loro di trovare un nuovo bersaglio cellulare per i trattamenti di Parkinson.

3. Scarafaggi

Lo scarafaggio tanto diffamato sembra anche essere pieno di potenziale quando si tratta di aiutare la ricerca sanitaria. I rapporti dello scorso anno indicano che in Cina ci sono allevamenti di blatte, in cui gli imprenditori permettono agli scarafaggi di riprodursi liberamente in un ambiente completamente igienizzato. Tuttavia, la fattoria sigilla il destino di queste povere creature. Quando raggiungono la maturità, gli allevatori li macinano in una pasta che dovrebbe aiutare a trattare i problemi gastrointestinali. Questa pratica ha le sue radici nelle antiche tradizioni cinesi che sostengono che gli scarafaggi possono avere un uso terapeutico. Ma è vero? Secondo una ricerca preliminare condotta nel 2010 da investigatori dell'Università di Nottingham nel Regno Unito, il cervello di scarafaggi e locuste contiene non meno di nove molecole che potrebbero uccidere potenti batteri resistenti agli antibiotici. Gli investigatori hanno testato lo scarafaggio americano e due diverse specie di locuste. Simon Lee, uno dei ricercatori coinvolti in questo studio, ha dichiarato: "Speriamo che queste molecole possano eventualmente essere sviluppate in trattamenti per le infezioni da Escherichia coli e Staphylococcus aureus resistente, che sono sempre più resistenti ai farmaci attuali. Potrebbero anche fornire alternative ai farmaci attualmente disponibili, che sono essere efficaci ma hanno effetti indesiderati".

Gli scarafaggi potrebbero anche essere la nostra prossima grande fonte di proteine, secondo uno studio pubblicato nell'International Union of Crystallography Journal nel 2016. Una specie di scarafaggio, Diploptera punctata (lo scarafaggio del Pacifico), in realtà produce una forma di latte per alimentarsi dal vivo giovane. Questo latte, i ricercatori hanno scoperto, forma cristalli proteici nell'intestino dei giovani. Questi cristalli contengono un'alta quantità di proteine, così alta, infatti, che il co-autore dello studio Subramanian Ramaswamy si è riferito a loro come "un alimento completo". Anche se l'investigatore ha suggerito che il latte di scarafaggio potrebbe diventare una parte dell'arena di bevande proteiche novità, ha anche ammesso che il processo sarebbe impegnativo. Dal momento che non è possibile mungere gli insetti, i ricercatori dovrebbero trovare un modo per produrre il latte artificialmente. D. punctata potrebbe anche diventare il nuovo modello animale di preferenza per alcuni aspetti della ricerca clinica, secondo Emily Jennings e colleghi dell'Università di Cincinnati, nell'Ohio. Jennings ha studiato i marcatori genetici della femmina punteggiata incinta per capire cosa succede nelle varie fasi della gravidanza dell'insetto. Il nuovo modello, spera il ricercatore, potrebbe avere applicazioni più grandi e gli scarafaggi potrebbero fornire animali più economici con cui lavorare più facilmente rispetto ai mammiferi, come i topi.

Questa rassegna alternativa potrebbe non aver fatto molto per alleviare la vostra sfiducia nei confronti di queste piccole creature. Tuttavia, dopo averlo letto, forse la prossima volta che vorrete scappare alla vista di uno scarafaggio o lanciare una pantofola a un ragno, ricordatevi e pensate che la povera bestiola potrebbe un giorno aprire la strada alla prossima grande scoperta della medicina.

- A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.
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- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry specialty in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins University, dal 2004 al 2008. - Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. - Detentore di un brevetto sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento immunologicamente neutralizzata (owner of a patent concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Autore di un libro riguardante la salute e l'alimentazione, con approfondimenti su come questa condizioni tutti i sistemi corporei. - Autore di articoli su informazione medica, salute e benessere sui siti web salutesicilia.com e medicomunicare.it

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