Het gif van een van de meest giftige dieren ter wereld zou op een dag kunnen helpen bij de behandeling van diabetes en endocriene stoornissen. Een toxine in slakken genaamd consomatine is vergelijkbaar met somatostatine bij mensen, een peptidehormoon dat de bloedsuikerspiegel reguleert. Bij het gif van kegelslakken helpen de specifieke en langdurige effecten van consomatine het dier bij het jagen op prooien, maar het zou ook kunnen leiden tot de ontwikkeling van betere medicijnen voor soms dodelijke ziekten – als we kunnen begrijpen hoe het werkt. De bevindingen worden gedetailleerd beschreven in een studie die op 20 augustus in het tijdschrift werd gepubliceerd Natuurcommunicatie.
Verfijnde gifstoffen
Wetenschappers hebben eerder geëxperimenteerd met het gebruik van slakkengif om opioïde-alternatieven en nieuwe diabetesbehandelingen minder verslavend te maken. In 2016 ontdekten wetenschappers de structuur van een snelwerkende insuline die slakken gebruiken om hun prooi te verdoven; een vergelijkbare structuur zou kunnen worden gebruikt om sneller werkende insuline bij mensen te creëren. In de nieuwe studie toonde consomatine ook voldoende precisie om zich op individuele soorten moleculen te richten. Onderzoekers hopen dat medicijnen met dezelfde precisie kunnen worden ontwikkeld.
“Giftige dieren hebben door de evolutie de gifcomponenten verfijnd om een specifiek doelwit in hun prooi te raken en te verstoren”, zei medeauteur en biochemicus van de Universiteit van Utah Helena Safavi in een verklaring. “Als je één individuele component uit een mengsel van gifstoffen neemt en kijkt hoe dit de normale fysiologie verstoort, is die route vaak erg relevant bij ziekten.”
[Related: What is a toxin?]
Het team bestudeerde het menselijke hormoon somatostatine, dat voorkomt dat de bloedsuikerspiegel naar gevaarlijk hoge niveaus stijgt. Het kegelslaktoxine consomatine voorkomt ook dat de bloedsuikerspiegel stijgt, maar gebruikt dit als een manier om zijn prooi te verdoven en te doden. Het team ontdekte echter dat consomatine chemisch stabieler en langduriger is dan het menselijke hormoon. Dit maakt het tot een bijzonder veelbelovende blauwdruk voor nieuwe medicijnen en behandelingen.
In het onderzoek keek het team naar een van de meest giftige zeekegelslakken: de geografische kegel. Ze worden gevonden langs riffen in de Stille Oceaan en de Indo-Pacific, waar de slakken kleine vissen verdoven en eten. Het team mat hoe consomatine van de kegelslak interageerde met somatostatinedoelen in menselijke cellen in een schaal. Ze ontdekten dat consomatine interfereert met een van dezelfde eiwitten als somatostatine. Terwijl menselijk somatostatine een directe interactie aangaat met verschillende eiwitten, heeft consomatine slechts met één eiwit een wisselwerking. Deze verfijnde doelgerichtheid betekent dat het gif van de kegelslak de bloedsuikerspiegel en hormonen kan beïnvloeden, maar niet andere moleculen eromheen.
Volgens het team kan het dennenappeltoxine zijn doelen nog nauwkeuriger bereiken dan de meeste specifieke synthetische medicijnen die zijn ontworpen om de hormoonspiegels te reguleren. In zijn huidige vorm kunnen de effecten van consomatine op de bloedsuikerspiegel het echter gevaarlijk maken om diabetes bij mensen te behandelen. Het bestuderen van de structuur ervan zou onderzoekers kunnen helpen medicijnen te ontwerpen voor endocriene aandoeningen met minder bijwerkingen in de toekomst.
De scheikundigen van de aarde
Consomatine en somatostatine delen een evolutionaire geschiedenis. Miljoenen jaren lang heeft de kegelslak zijn hormoon in een wapen veranderd. Het is belangrijk dat consomatine niet alleen werkt. Uit een onderzoek uit 2022 bleek dat het gif van kegelslakken ook een ander insulineachtig toxine bevat. Hierdoor daalt de bloedsuikerspiegel zo snel dat de prooi van de kegelslak niet reageert. Consomatine zal dan voorkomen dat de bloedsuikerspiegel zich herstelt, en de prooi zal uiteindelijk sterven.
[Related: This cone snail’s deadly venom could hold the key to better pain meds.]
“Slakken zijn gewoon goede scheikundigen”, zegt co-auteur en postdoctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Utah, Ho Yan Yeung. “We denken dat de kegelslak dit zeer selectieve toxine heeft ontwikkeld om samen te werken met een insuline-achtig toxine om de bloedglucose tot zeer lage niveaus te verlagen.”
Omdat verschillende delen van het gif van de kegelslak zich richten op de regulering van de bloedsuikerspiegel, kan het gif andere moleculen hebben met vergelijkbare functies, waaronder het reguleren van glucose-eigenschappen. Een beter begrip van het proces op moleculair niveau zou dan kunnen worden gebruikt om betere medicijnen te ontwerpen.