Мир животных разнообразен, увлекателен и часто совершенно удивительный. Многие люди включая ученых черпают из него вдохновение. В настоящее время животные вдохновляют нас помогать создавать роботов нового поколения. А как насчет лекарств? Мы то и дело сталкиваемся с новыми болезнями, которые вызваны вирусами и устойчивыми к антибиотикам бактериями.

Черпая знания из мира животных. К чему это приводит

Поэтому ученые изучают естественные способы борьбы с болезнями животных, для того чтобы создать новое антибиотики. Одно из таких антимикробных веществ впервые было обнаружено в 1993 году ученые, наблюдая за катранами заметили, что они никогда не инфицируются даже вне стерилизованных резервуарах.

Ученые выделили вещество из ткани катранов назвали его скваламином и вскоре смогли получить его искусственным путем в лабораториях. Недавние исследования показали, что скваламин делает человеческие клетки более устойчивыми к вирусным инфекциям. У вирусов есть различные способы, чтобы пройти сквозь клеточные мембраны и инфицировать клетки. Например, их способности использовать наши собственные белки.

Один из таких белков RAC 1 который находится на отрицательно заряженной внутренний поверхности клеточной мембраны и граничит там с положительно заряженными белками. RAC 1 помогает в регуляции множество различных процессов переходя изнутри наружу и обратно. И вирусы использует его для проникновения внутрь наших клеток, но скваламин может положить конец этому беспределу.

Скваламин также положительно заряжен и некоторые клетки транспортеры помогающих им проходить через мембраны. Затем скваламин крепится к отрицательно заряженной внутренней поверхности мембраны и вытесняет RAC 1 и другие белки и препятствуя проникновению вируса в клетку. Иммунная система теперь может уничтожить не защищенный вирус, а через пару часов оставшийся часть скваламина отфильтровывается через печень из крови. То есть скваламин это то, что делает катранов устойчивыми к вирусам.

Возможно, вскоре он сможет защитить и нас от некоторых вирусных инфекций. Еще одно исследование о защите от микробов связано с цикадами, которые проводят большую часть своей жизни под землей и прежде чем выйдут наружу пострекочут несколько недель, спариться, и умрут.

В 2012 году исследователи обнаружили один вид, имеющий потрясающие антимикробные свойства. Их крылья покрыты тончайшим слоем штырей, который защищает от контакта с бактериями. Вместо того чтобы просто проткнуть бактерий и лопать, словно пузыри эти наноштыри тянут из них жизнь делай поверхность клеток все тоньше и тоньше пока они не разорвутся.

Это возбудило интерес у группы английских исследователей из Бристоля которые захотели выяснить можно ли найти медицинское применение действию этих нано штырей. Медицинский имплантаты, такие как протезы тазобедренного сустава и кардиостимуляторы часто изготавливают из титана. Этот металл крепкий, долговечный и относительно легкий, но не антибактериальный и бактерии поселяются на поверхностях, что может привести к развитию инфекций.

Если обычные антибиотики не помогает имплант необходимо будет удалить. Но как мы можем поместить на металлическую поверхность смертельные шипы без того чтобы не повредить наши собственные клетки? В этом случае важен размер. Исследователи создали нанопровода диоксида титана, которые были такого же размера что и наноштыри цикад и смертельны для клеток бактерий. Человеческие клетки, которые к слову в 10 раз больше просто скользят по ухабистой поверхности не повреждаясь. Также есть такие молекулы, которые названы антимикробными белками или АМБ.

Они представляют собой короткие цепи аминокислот, которые многие животные используют в качестве защиты. Ученые обнаружили эти сильно действующий белки в достаточно необычных местах. Таких как мозг тараканов и кровь аллигаторов. Белки бывают разных форм и размеров, но чаще всего они имеют форму спирали, что-то вроде игрушки пружины и имеет в целом положительный заряд. Они притягиваются к отрицательно заряженной мембраны бактериальной клетки и затем, пробиваясь к ее поверхности, чтобы проделать там зияющие отверстия.

Конечно, ничего хорошего для бактерий в этом нет и через несколько секунд они погибают. Тем временем наши клетки, которые снаружи в основном разряжены, остаются невредимыми. Было бы превосходно, если бы мы могли получать натуральный антимикробные белки в медицине, но настоящее время — это сложно. Одни из них ядовиты, а другие быстро разрушаются в нашем организме. Ученые пытаются усовершенствовать их, чтобы они стали более безопасными и эффективными.

К примеру, берется кусочек этого белка из тела человека укорачивается и сильнее заряжается. Эти новые белки успешно борется с устойчивыми к антибиотикам супербактериями при использовании в качестве их назального спрея. Так кто же знает, что другие измененные антимикробные белки смогут сделать для нас. Через несколько лет мы могли бы поставить опасные микробы безвыходное положение вдохновляясь акулий печенью, крыльями цикад, мозгом саранчи и бог знает, чем еще, что предложит нам природа.