Một nhóm các nhà sinh vật học tại Đại học Maryland đã nghiên cứu bộ gene của rắn đuôi chuông lưng kim cương Tây Mỹ để phát triển những cách chữa trị hiệu quả hơn cho người bị rắn cắn.
Trong bài báo đăng trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences, nhóm nghiên cứu chỉ ra protein FETUA-3 ức chế được một loạt độc tố từ nọc rắn đuôi chuông. Họ chọn rắn đuôi chuông lưng kim cương Tây Mỹ (Crotalus atrox) bởi vì nó có nhiều độc tố trong nọc được mã hóa trong cấu trúc di truyền hơn bất kỳ loài rắn đuôi chuông nào mà chúng ta biết tới.
Theo Sean Carroll - Giáo sư Sinh học tại ĐH Maryland, tác giả của nghiên cứu - FETUA-3 ức chế hơn 20 độc tố mà nhóm phát hiện, thậm chí nó còn ức chế độc tố từ nọc của vài loại rắn đuôi chuông khác trong thử nghiệm.
“Protein này có thể trung hòa toàn bộ một lớp độc tố khiến các nhà nghiên cứu tiến gần thêm tới chỗ tạo ra thuốc chống nọc độc hiệu quả hơn”, Carrolll nói.
Nghiên cứu của nhóm bắt đầu với một điều bí ẩn mà từ lâu các nhà khoa học vẫn chưa tìm ra: Bằng cách nào và vì sao các con rắn độc chống lại được nọc độc của chính nó.
Rắn có khả năng miễn nhiễm với nọc độc của mình. Nó không hề hấn gì khi tiêu hoá con mồi đã nhiễm độc sau vết cắn, cũng không bị ảnh hưởng khi chẳng may bị con rắn cùng loài đớp phải.
| Hằng năm, trên thế giới có khoảng 120.000 ca tử vong và 400.000 người chịu thương tật vĩnh viễn như cụt chi do rắn cắn. |
“Đây giống như một cuộc đua vũ trang sinh học ba bên, mỗi bên luôn cải tiến để đánh bại bên kia. Để sống sót khi bị rắn cắn, con mồi phải phát triển khả năng chống lại nọc rắn. Nếu con mồi kháng lại được thì rắn phải điều chỉnh để có loại nọc độc hơn nữa. Nhưng trong cuộc đua vũ trang nhằm bắt được con mồi, rắn cũng phát triển khả năng bảo vệ chính mình trước loại nọc độc vừa cải tiến – mục tiêu của chúng tôi là tìm ra việc đó chính xác diễn ra thế nào”, Carroll nói.
Hầu hết nọc rắn chứa một loại độc tố nguy hiểm gây tê liệt, giết chết và tiêu hóa con mồi. Thành phần cốt lõi trong nọc độc rắn đuôi chuông là một nhóm phân tử có tên metalloproteinases - nó ngăn cản máu đông lại, phá hủy các mô và cuối cùng gây xuất huyết. Cả rắn lẫn con mồi đều dựa vào những protein đặc biệt được mã hóa trong bộ gen của chúng để cản trở những tác động gây suy nhược của nọc độc.
Các nhà nghiên cứu tìm hiểu một tập hợp gồm năm protein thường được cho là có khả năng kháng nọc rắn; và trong số đó, FETUA-3 chống lại nọc độc nhiều nhất, ngăn được gần như toàn bộ độc tố có trong nọc của rắn đuôi chuông lưng kim cương Tây Mỹ. Nó cũng hạn chế và ức chế các độc tố từ nọc của vài loại rắn đuôi chuông khác.
Sau khi truy tìm nguồn gốc tiến hóa của FETUA-3, các nhà nghiên cứu kinh ngạc phát hiện ra rằng trong khi FETUA-3 xuất hiện trong những loài có họ hàng gần nhất của rắn đuôi chuông lưng kim cương Tây Mỹ ở châu Á và Nam Mỹ, có một protein khác từ cùng một tập hợp chịu trách nhiệm bảo vệ chúng khỏi độc tố trong nọc rắn. Nói cách khác, rắn đuôi chuông đã phát triển khả năng kháng độc thông qua hai sự kiện di truyền tách biệt, khiến tập hợp các chất ức chế trong dòng rắn đuôi chuông trở nên đa dạng.
Các nhà nghiên cứu hy vọng phát hiện này sẽ mở rộng hiểu biết về FETUA-3 và các protein ngăn chất độc khác có thể dùng làm nguyên liệu cho thuốc chữa rắn cắn hiệu quả hơn.
Theo Fiona Ukken, tác giả chính của nghiên cứu, nhiều thuốc chữa rắn cắn hiện nay chưa mang lại hiệu quả ổn định, và còn có những tạp chất gây tác dụng phụ. "Nhưng nhờ nâng cao hiểu biết về cơ sở phân tử của chất ức chế nọc độc, chúng tôi có thể tạo ra các phương pháp điều trị mới và hiệu quả hơn.”
Nguồn: