Wydaje się, że ssaka od owada dzieli przepaść. Kto przypuszczałby, że procesy zachodzące w ciele chrząszcza i człowieka mogą być podobne? Badacze z Zakładu Fizjologii i Biologii Rozwoju Zwierząt (Wydział Biologii UAM) szukają analogii między organizmami na poziomie biochemicznym i komórkowym, które można wykorzystać w medycynie czy farmacji. Testują również bioinsektycydy bezpieczne dla środowiska.
– Jeśli przyjrzymy się bliżej, znajdziemy zależności na przykład w sposobie funkcjonowania jelita i serca. Serce owada zbudowane jest zupełnie inaczej niż ludzkie, ale obecność komórek o charakterze rozrusznika, odpowiednich receptorów czy kanałów jest zupełnie taka sama – przekonuje dr Karolina Walkowiak-Nowicka.
– Ścieżki sygnalizacyjne na poziomie komórkowym czy subkomórkowym są bardzo podobne, mimo że między organizmami jest bardzo duża odległość ewolucyjna – dopowiada dr Szymon Chowański.
Z owadów, takich jak mącznik młynarek, naukowcy pozyskują peptydy i białka, które potencjalnie można wykorzystać w terapii nowotworowej. Jednym z białek jest na przykład alloferon (z muchy Calliphora vicina) już teraz stosowany w medycynie. Za to wiele innych białek może służyć w poszukiwaniu przykładowo substytutów leków nasercowych. Naukowcy prowadzą badania również w kierunku zaburzeń neurodegeneracyjnych i immunologicznych.
Innym ich zadaniem jest dostosowanie owadów jako modeli do badań, by zredukować do minimum eksperymenty na kręgowcach.
– Wykorzystanie owadów pozwala ograniczyć kwestie etyczne badań nad zwierzętami, ponadto łatwo jest je pozyskać w dużych ilościach, kolejne pokolenia można wyhodować szybko i niskim kosztem. A przede wszystkim wiele procesów u człowieka i owadów jest bardzo podobnych – dowodzi dr Walkowiak-Nowicka.
Model owadzi pomaga zawęzić olbrzymią grupę leczniczych związków pochodzenia roślinnego wykorzystywanych w badaniach.
– Z 10 tysięcy związków możemy wybrać 10-20, nad którymi dalsze badania prowadzi się już na kręgowcach. Takie rozwiązanie pozwala zaoszczędzić wiele zwierzęcych istnień. Staramy się promować i rozwijać takie podejście – przekonuje dr Chowański.
Kolejna ścieżka, którą podąża dr Walkowiak-Nowicka, to badania nad nowymi bioinsektycydami. Substancje pochodzenia naturalnego pozwalają ograniczyć liczebność owadów szkodliwych na polach, w magazynach i szklarniach oraz owadów uciążliwych, jak komary. Okazuje się, że wzrasta oporność na syntetyczne środki owadobójcze od lat powszechnie stosowane w rolnictwie. Bioinsektycydy, które działają wybiórczo na konkretne gatunki, mogą pomóc w walce z tym zjawiskiem i, co najważniejsze, są znacznie bezpieczniejsze. Dotychczas stosowane syntetyczne substancje są toksyczne dla gamy organizmów, dodatkowo łatwo się kumulują, prowadzą do zatruć, które mają poważne konsekwencje dla zdrowia i życia. Stosowanie bioinsektycydów w głównej mierze ma na celu ograniczenie liczby owadów powodujących szkody w uprawach, a nie ich wytępienie. Niestety syntetyczne środki powodują duże szkody środowiskowe, bowiem zabijają praktycznie wszystkie owady na swojej drodze, również te bardzo potrzebne, jak zapylacze.
– Bioinsektycydy możemy stosować na przykład, kiedy chcemy ograniczyć liczebność żarłocznych larw w czasie kwitnienia rośliny, w momencie krytycznym, w którym dochodzi do zapylenia – naświetla biolożka.
– Za chwilę roślina będzie tworzyła owoce, zmieni się jej skład chemiczny, już nie będzie atrakcyjna dla owadów, które pozostaną w środowisku i nadal będą pełniły swoją rolę. W ten sposób będziemy mieli lepsze plony, bezpieczniejsze środowisko i zachowaną bioróżnorodność – dodaje.
Bioinsektycydy często są wtórnymi metabolitami, związkami produkowanymi dla obrony przed atakami roślinożerców, pozyskiwanymi z roślin, w tym jadalnych, jak pomidor czy ziemniak, ale też na przykład ze skórek banana. Z bioodpadów można otrzymać duże ilości substancji, które nadają się do wykorzystania w formie oprysków czy fumigacji. Tę ostatnią metodę, polegającą na wypełnieniu przestrzeni gazami, stosuje się na przykład w drewnianych budynkach, by pozbyć się niszczących je owadów.
– Naszym badaniom przyświeca częściowo aspekt ekonomiczny – mówi dr Chowański.
– Synteza klasycznych insektycydów jest niestety stosunkowo tania, zwłaszcza produkcja starszych środków wykorzystywanych na potęgę w Afryce, Azji i Ameryce Południowej. DDT, zakazane od dawna w Europie i Stanach Zjednoczonych, stosuje się tam powszechnie. Pokazując rolnikom, że środki owadobójcze tanio i łatwo można również pozyskać z odpadów, stwarzamy szansę na wyeliminowanie stosowania szkodliwych insektycydów – dodaje.
Źródło: UAM Poznań, Uniwersyteckie.pl
