Роль низкомолекулярных токсинов животного происхождения в качестве платформы для разработки лекарственных средств (Обзор) Medline.ru - медико-биологический информационный портал Медлайн.ру

Роль низкомолекулярных токсинов животного происхождения в качестве платформы для разработки лекарственных средств (Обзор)

Лукша В.В., Астафьева О.В., Юдина Н.С., Кручинин Е.Г., Тюнин М.А., Чепур С.В.

Федеральное государственное бюджетное учреждение Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины Министерства обороны Российской Федерации

Резюме
Веномы животных являясь сложным комплексом веществ различной химической природы, представляют собой перспективное сырье для выделения белков, пептидов и низкомолекулярных соединений с разнообразными видами биологической активности. Белковые токсины свойственны «вооруженным» активно-ядовитым животным, таким как змеи, насекомые, паукообразные, медузы и оказывают воздействие в основном при парентеральном введении. Небелковые низкомолекулярные токсины вырабатываются в основном пассивно-ядовитыми животными и животными с «невооруженным» ядовитым аппаратом: амфибиями, некоторыми рыбами, моллюсками. Эффекты действия зоотоксинов на организмы животных и человека схожи. Инъецируемые токсические вещества при укусе или ужаливании вызывают в месте воздействия локальную жгучую боль, зуд, отечность, точечные кровоизлияния под кожей, изменение окраски тканей, образование язв, везикул, пустил, струпьев и др. Важной характеристикой зоотоксинов является селективность их действия, т.е. способность повреждать определенные клетки-мишени, не затрагивая другие. В результате эволюции и естественного отбора токсины животных приобрели достаточно широкий спектр фармакологической активности. При этом, потенциал использования зоотоксинов в качестве лекарственных средств полностью не исчерпан. В этой связи исследования фармакологической активности токсинов животного происхождения остаются по-прежнему актуальной задачей. В представленном обзоре рассмотрены основные низкомолекулярные токсины разных групп позвоночных и беспозвоночных животных. Описаны свойства и токсические эффекты этих компонентов веномов животных и основные направления использования в качестве платформы для разработки лекарственных препаратов.

Ключевые слова
низкомолекулярные зоотоксины; токсины амфибий; токсины рыб; токсины книдарий; токсины насекомых; разработка лекарственных средств

(статья в формате PDF. Для просмотра необходим Adobe Acrobat Reader)

открыть статью в

новом окне

Список литературы

1. Zhang Y. Why do we study animal toxins? Dongwuxue Yanjiu. 2015; 36(4): 183-222.

2. Tambourgi D. Animal venoms/toxins and the complement system. Mol Immunol. 2014; 61(2): 153-62.

3. Food and Drug Administration FDA US. Available at: https://www.fda.gov/

4. Amphibian Species of the World. Available at: https://amphibiansoftheworld.amnhorg/Amphibia/Anura/Bufonidae

5. Xu, X. Lai R. The chemistry and biological activities of peptides from amphibian skin secretions. Chem. Rev. 2015; 115(4): 1760-846.

6. Deng L.J., Li Y. Molecular mechanisms of bufadienolides and their novel strategies for cancer treatment. Eur J Pharmacol. 2020; 887: 173379

7. Nalbantsoy A. Biological activities of skin and parotoid gland secretions of bufonid toads (Bufo bufo, Bufo verrucosissimus and Bufotes variabilis) from Turkey. 2016; 80: 298-303.

8. Rodríguez C. Toxins and pharmacologically active compounds from species of the family Bufonidae (Amphibia, Anura). Journal of ethnopharmacology. 2017; 198: 235-254.

9. Bordon K. C. F. From animal poisons and venoms to medicines: achievements, challenges and perspectives in drug discovery. Frontiers in Pharmacology. 2020; 11: 1132.

10. Diaz P., Carneiro A., Montes V. A potentially fatal aphrodisiac: cantharidin poisoning. Acta Med Port. 2020; 33(4): 284-287.

11. Zawar V., Pawar M., Singh M. An Efficacy of Cantharidin Treatment in Facial Molluscum Contariosum in Yonger Children: A Prospective Interventional Study in 67 Children. Actas Dermosifiliogr. 2021; 112(5): 481-483.

12. Leong R.L., Xing H., Braekman J.C. [et al.] Non-competitive inhibition of nicotinic acetylcholine receptors by ladybird beetle alcoloids. Neurochem Res. 2015; 40(10): 2078-2086.

13. Rhichards D.P., Patel R.N., Duce I.R. [et al.] (-)-Adaline from the Adalia genus of ladybirds is a potent antagonist of insect and specific mammalian nicotinic acetylcholine receptors. Molecules. 2022; 27(20): 7074.

14. Lorentz M.N., Stokes A.N. Tetrodotoxin. Curr Biol. 2016; 26(19): 870-872.

15. Bucciarelli G.M. From poison to promise: the evolution of tetrodotoxin and its potential as a therapeutic. Toxins (Basel).2021; 13(8): 517.

16. Magarlamov T.Yu., Melnikova D.I. Tetrodotoxin-producing bacteria: detection, distribution and migration of the toxin in aquatic systems. Toxin in aquatic systems. 2017; 9(5): 166.

17. Bane V. Tetrodotoxin: Chemistry, toxicity, source, distribution and detection. Toxins. 2014; 6(2): 693-755.

18. Defoirdt, T. Quorum - Sensing Systems as targets for antivirulence therapy. Trends Microbiol. 2018; 26(4): 313-328.

19. Gonzalez-Cano R., Ruiz-Cantero M.C., Santos-Caballero M. [et al.] Tetrodotoxin, a potentional drug for neuropathic and cancer pain relief? Toxins (Basel). 2021; 13(7): 483.

20. Li L., Yang M., Shrestha S.K. [et al.] Kalkitoxin reduced osteoclast formation and resorption and protect against inflammatory bone loss. Int J Mol Sci. 2021; 22(5): 2303.

21. Akbar M.A., Yusof N.Y., Tahir N.I. [et al.] Biosynthesis of saxitoxin in marine dinoflagellates: an omics perspective. Mar Drugs. 2020; 18(2): 103.

22. Valachova K., Svik K., Biro C. [et al.] Skin wound healing with composite biomembranes loaded by tiopronin or captopril. J Biotechnol. 2020; 310: 49-53.

23. Kiran G.S. Sekar S., Ramasamy P. [et al.] Marine sponge microbial association: towards disclosing unique symbiotic interactions. Mar Environ Res. 2018; 140: 169-179.

24. Bian C. Recent advances on marine alkaloids from sponges. Chemistry & Biodiversity. 2020; 17(10): 186.

25. Sipkema D. Marine sponges as pharmacy. Marine biotechnology. 2005; 7(3): 142.-62.

26. Hamoda A.M., Fayed B., Ashmawy N. S. [et al.] Marine Sponge is a promising natural source of Anti-SARS-CoV-2 Scaffold, Front. Pharmacol. 2021; 13(5): 212.

27. Wang, Y., Zhang, D., Du, G. [et al.] Remdesivir in Adults with Severe COVID-19: a Randomised, Double-Blind, Placebo-Controlled, Multicentre Trial. The Lancet 395, 2020; 1569-1578

28. Smith A.B., Risatti C.A., Atasoylu O. [et al.] Design, synthesis, and biological evaluation of diminutive forms of (+)-spongistatin 1: lessons learned, J. Am. Chem. Soc. 2011; 133(5): 14042-14053.

29. Rothmeier A.S., Schneiders U.M., Weidmann R.M. [et al.] The marine compound spongistatin 1 targets pancreatic tumor progression and metastasis. Int J Cancer. 2010; 127(5): 1096-105.

30. Li Y., Zhang R., Yang Y. [et al.], Halichondrin B amide acts as tubulin binding agent to exhibit anti-tumor efficacy in hematologic cancers: Int. J. Clin. Exp. Med. 2020; 19662-19669.

31. Valdiglesias V., M. V. Prego-Faraldo, E. Pasaro, Ocadaic acid: more than a diarrhetic toxin. Mar Drugs. 2013; 11(11): 4328-49

32. D?Ambra I., Lauritano C. A Review of Toxins from Cnidaria //Marine Drugs. - 2020. - Т. 18. - ?. 10. - С. 507.

33. Nisa S.A., Venu D. Jellyfish venom proteins and their pharmacological potentials: a review. Int J Biol Macromol. 2021; 176: 424-436.

34. Jouiaei M., Yanagohara A.A., Madio B. [et al.] Venom systems: A review on cnidaria toxins. Toxins (Basel). 2015; 7(6): 2251-20271

35. Bastos Junior C.L.Q., Bialves T.S., Foguesatto K. The effects of vesicle toxin from the sea anemone Bunodosoma cangicum on the behavior of a freshwater shrimp, Palaemon argentines, and shore crab, Neohelice granulata. Comp Biochem Physiol C Toxicol Pharmacol. 2021; 242: 108941

36. Jouiaei M., Yanagohara A.A., Madio B. [et al.] Venom systems: A review on cnidaria toxins. Toxins (Basel). 2015; 7(6): 2251-20271

37. Cheng D., Deng B., Tong Q. [et al.] Proteomic studies of the mechanism of cytotoxicity, induced by palytoxin of HaCaT cells. Toxins (Basel). 2022; 14(4): 269