Многоножки незаслуженно пользуются дурной славой — их обилие ног вызывает у людей неприязнь и позволяет записать в разряд «жутких ползучих тварей». Однако секреты этих членистоногих, возможно, хранят ключ к открытию новых лекарств для лечения неврологических заболеваний и боли.

Химик Эмили Меверс и ее команда недавно обнаружили в выделениях многоножек новую группу сложных структур, способных влиять на определенные нервные рецепторы в мозге муравьев.

Недавно открытые структуры относятся к классу природных соединений — алкалоидов. Команда Меверс назвала их андрогнатанолами и андрогнатинами в честь многоножки Andrognathus corticarius, которую нашли в Лесу Стадиона на кампусе Университета Вирджинии в Блэксберге. Это открытие было опубликовано в издании Journal of the American Chemical Society.

Меверс специализируется на изучении химии малоисследованных экологических ниш, в данном случае — многоножек, с целью открытия новых лекарств.

Собрав многоножек из-под опавшей листвы и веток в Лесу Стадиона, команда Меверс использовала ряд аналитических методов, чтобы определить состав соединений в защитных железах многоножек. Они также выяснили, что многоножки выделяют эти вещества для отпугивания хищников и одновременно сообщают свое местоположение сородичам.

Несмотря на свою распространенность, многоножки во многом остаются загадкой — их точные места обитания, численность, рацион, поведение и химический состав. Меверс в сотрудничестве с экспертом по многоножкам Полом Мареком с энтомологического факультета работает над тем, чтобы заполнить эти пробелы и выяснить, могут ли их находки быть полезны для создания лекарств будущего.

Ранее Меверс и Марек изучали многоножку Ishcnocybe plicata с тихоокеанского северо-запада и обнаружили, что родственные алкалоиды мощно и избирательно взаимодействуют с единственным нейрорецептором, называемым Сигма-1. Это взаимодействие намекало, что данное семейство соединений может обладать полезным фармакологическим потенциалом для лечения боли и других неврологических расстройств.

Группа Меверс обнаружила, что новые алкалоиды активно выделяются вирджинской многоножкой при физическом воздействии на нее. Выделения вызывают дезориентацию у муравьев, которые, предположительно, являются их естественными врагами. Часть этих соединений обладает схожим взаимодействием с нейрорецептором Сигма-1.

Теперь, когда сложные соединения обнаружены, следующий шаг — найти способ производить их в больших количествах и оценить их биомедицинское применение.

Эти соединения очень сложны, так что на их синтез в лаборатории потребуется время, — говорит Меверс.

Когда появятся большие количества вещества, Меверс сможет лучше изучить их свойства и потенциал в разработке лекарств.

Реальная польза этого исследования заключается в потенциальном создании принципиально новых классов обезболивающих и нейропротективных препаратов. Многие существующие лекарства, воздействующие на нервную систему, имеют серьезные побочные эффекты, такие как привыкание или седация. Если соединения из выделений многоножек действительно настолько избирательно действуют на конкретный рецептор (Сигма-1), это может позволить разработать препараты с более целенаправленным действием и меньшим количеством нежелательных реакций. Это особенно актуально для лечения хронических нейропатических болей, которые плохо поддаются терапии обычными анальгетиками, или таких заболеваний, как болезнь Паркинсона или Альцгеймера, где роль рецептора Сигма-1 активно изучается. Фактически, природа предлагает нам сложнейшие и уже «оптимизированные» миллионами лет эволюции молекулы, которые наука только учится читать и применять.

Основное критическое замечание касается самого раннего этапа исследования. Открытие биологически активного соединения in vitro (в пробирке) или даже в эксперименте на насекомых — это лишь первая, хоть и очень важная, ступень в долгом пути к созданию лекарства. Пока что нет никаких данных о том, как эти алкалоиды будут вести себя в сложной системе млекопитающего, в частности, человека. Они могут оказаться токсичными, нестабильными, плохо усваиваться или быстро выводиться из организма. Кроме того, упомянутая сложность синтеза — не просто техническая трудность, а серьезное экономическое препятствие: разработка рентабельного метода производства может сделать потенциальный препарат чрезвычайно дорогим. Таким образом, хотя открытие и перспективно, до его практического воплощения могут пройти многие годы, и успех не гарантирован.

Ранее ученые нашли в музее недостающее звено эволюции.