Vliegen kunnen een snelle en goedkope manier zijn om dierengif op grote schaal te screenen op chemicaliën die in medicijnen kunnen worden gebruikt.

Peptiden zijn kleine ketens van aminozuren die veel functies vervullen. Ze worden gebruikt in producten variërend van de weipoeders die bodybuilders nemen tot de insuline die wordt gebruikt voor de behandeling van diabetes. In de tussentijd, giftige dieren gebruiken giftige peptiden om hen te helpen zichzelf te verdedigen of een prooi te vangen. Deze peptiden hebben specifieke en zeer krachtige biologische effecten, zoals het uitschakelen van het zenuwstelsel van de prooi. Gifklieren zijn daarom een ​​plek om te zoeken naar peptiden die als farmaceutica kunnen worden gebruikt, in het bijzonder die voor de belangrijkste moderne aandoeningen, zoals suikerziekte, kanker en pijn.

In recente jaren, een overvloed aan peptiden is geëxtraheerd uit gif, maar het bestuderen van de fysiologische functies van zelfs maar één persoon kan een ontmoedigende taak zijn. Bijvoorbeeld, terwijl een enkele familie van zeeslakken (kegelslakken) een miljoen gifpeptiden heeft, minder dan twee procent is gekarakteriseerd. Slechts één medicijn is al ontwikkeld op basis van een kegelslakkenpeptide - en wordt momenteel gebruikt om pijn bij hiv- en kankerpatiënten te behandelen - maar er kunnen er nog veel meer wachten in de coulissen.

Adam Clarke-Chang, en zijn team van het A*STAR Institute of Molecular and Cell Biology, hebben het gedrag van azijnvliegen (Drosophila melanogaster) bestudeerd. Optogenetica is een belangrijke experimentele methode die genen gebruikt om lichtgevoelige eiwitten tot expressie te brengen om hersencellen te manipuleren. "Optogenetica is een geweldig hulpmiddel, " zegt Claridge-Chang, "maar er is geen duidelijk pad om van optogenetica naar therapie te gaan. Het lijkt waarschijnlijk dat toekomstige medicijnen de hersenfunctie zullen beïnvloeden via specifieke neuronen die specifieke moleculen bevatten. Een veelbelovende klasse moleculen die dit zou kunnen bereiken, zijn gifpeptiden, die zijn geëvolueerd om zich op het zenuwstelsel te richten."

Om dit te doen, Claridge-Chang werkte samen met de groep van Mande Holford aan het Hunter College in de VS. Holford werkte eerder aan kegelslakken, maar had opgemerkt dat een andere groep giftige zeeslakken, de terebriden, had veel minder aandacht getrokken. Terebride slakken, herkenbaar aan hun langwerpige kegelschelpen, zijn een onaangeboorde bron van potentieel medicinale moleculen. De onderzoekers selecteerden twee peptiden, Tv1 en Tsu1.1, van respectievelijk Terebra variegata en Terebra subulata gif, om hun fysiologische effecten te onderzoeken. Tv1 was het eerste terebride peptide dat structureel werd gekarakteriseerd, maar zijn functie bleef onduidelijk. Echter, een eerdere studie in cellen had gesuggereerd dat Tv1 een rol zou kunnen spelen bij het verminderen van pijn. "We waren geïnteresseerd om te zien of Tv1 de pijnperceptie beïnvloedde in een volledig diermodel", zegt Holford, eraan toevoegend dat Tsu1.1 - een duidelijk ander molecuul dan Tv1 - als controlepeptide werd gekozen.

De onderzoekers injecteerden de peptiden in azijnvliegen en observeerden ze in gedragstests die vaak worden gebruikt voor het modelleren van pijnperceptie en obesitas. "Tot onze verbazing zowel Tv1 als Tsu1.1 vertoonden bioactiviteit, " zegt Holford, "en hun activiteit was duidelijk". Injecties van Tv1 maakten vliegen minder geneigd om gevaarlijk hoge temperaturen te vermijden, wat suggereert dat hun pijngrens was verhoogd, en Tsu1.1 zorgde ervoor dat vliegen meer maaltijden aten.

Tijdens deze studie werden enkele duizenden vliegen gebruikt, en de resultaten suggereren dat vliegen kunnen worden gebruikt om de fysiologische effecten van gifpeptiden op grote schaal te bestuderen. "Op deze manier screenen zou niet mogelijk zijn met muizen, die veel duurder zijn", zegt Claridge-Chang.

Op gif geïnspireerde medicijnen zijn al in de handel verkrijgbaar. "Het grootste succesverhaal is exenatide, die wordt gebruikt voor de behandeling van diabetes, " zegt Claridge-Chang. "We verwachten dat peptiden, inclusief gifpeptiden, zal een belangrijke categorie van biologische geneesmiddelen worden." De onderzoekers hopen dat hun techniek de ontdekking zal versnellen van andere potentieel bioactieve peptiden die verborgen zijn in de kluizen van dierengif.