Peptidele complexe din veninul de furnică oferă o protecție puternică
Veninul produs de furnicile din subfamilia Formicinae îndeplinește nu doar roluri de apărare, ci și funcții adiționale importante, inclusiv protecția cuibului de patogeni.
De-a lungul timpului, s-a crezut că principalul component al acestor veninuri, acidul formic, era responsabil pentru aceste funcții. Cu toate acestea, o echipă de cercetători de la Freie Universität Berlin și Martin Luther University Halle-Wittenberg a demonstrat că veninurile conțin o combinație complexă de compuși peptidici și alte substanțe bioactive.
Descoperirea acestor substanțe deschide noi perspective în cercetarea medicală și poate oferi o înțelegere mai profundă a apărării imune și a modului în care comunitățile de insecte sociale fac față microbilor. La studiu au participat și cercetători din orașele Tübingen, Münster, Leipzig, Frankfurt am Main și Cambridge (Marea Britanie), iar rezultatele au fost publicate în revista Science Advances.
Veninul de furnică, mai complex decât se credea anterior
De când acidul formic a fost izolat pentru prima dată din furnicile Formica în secolul al XVII-lea, veninul acestor furnici a fost considerat relativ simplu în compoziție. Se credea că acidul formic servea drept principală toxin, iar deși studii anterioare sugerează prezența compușilor peptidici în veninuri, aceste observații au fost în mare parte ignorate.
În cadrul proiectului nostru, am investigat o publicație veche de decenii care a primit puțină atenție la vremea sa. Articolul menționa că veninurile conțin și compuși peptidici. Am studiat veninurile a opt specii de furnici tâmplărie, geografic distanțate, și am descoperit treizeci și cinci de peptide, sau formicitoxine, aparținând a două familii de gene. Compoziția specifică a formicitoxinelor varia de la o specie la alta, dar prezența lor era răspândită, ceea ce sugerează că veninul furnicii tâmplărie este considerabil mai complex decât se considera anterior.
O gamă largă de utilizări
Peptidele descoperite de cercetători contribuie probabil la igiena cuibului furnicilor. Acestea își răspândesc veninul asupra puietului și în jurul cuibului, ceea ce le face să propună că formicitoxinele întăresc o apărare imunitară externă care persistă după ce efectele antimicrobiene imediate ale acidului formic s-au diminuat. „Unele dintre peptide demonstrează proprietăți antifungice remarcabile”, subliniază Dr. Simon Tragust, lider de proiect la Institutul de Biologie al Martin Luther University Halle-Wittenberg.
Aceasta este deosebit de interesant având în vedere amenințarea pe care microbii și patogenii din mediu o reprezintă pentru comunitățile sociale, precum furnicile, precum și amenințarea crescută a rezistenței microbiene pentru bunăstarea umană. Subfamilia Formicinae cuprinde peste 3.700 de specii, ceea ce înseamnă un potențial uriaș pentru descoperirea de noi substanțe bioactive.
Rezultatele confirmă că veninul furnicii tâmplărie îndeplinește o serie de funcții diverse. Furnicile își folosesc veninul nu doar pentru apărare, ci și pentru a dezinfecta împrejurimile, pentru a acidifica intestinul în scopul selecției microbiene și pentru a comunica cu celelalte furnici.
Cercetare internațională de top
În cadrul studiului, cercetătorii au combinat metode din domeniile biologiei, chimiei și farmaciei. Folosind o abordare proteotranscriptomică, au combinat datele despre proteine și RNA extrase din venin și țesuturi asociate pentru a identifica peptidele individuale, precum și secvențele lor genetice. De asemenea, au realizat analize chimice, teste de bioactivitate și au sintetizat propriile formicitoxine. Oamenii de știință au obținut informații suplimentare despre structura și istoria evolutivă a componentelor individuale ale veninului prin experimente biofizice, analize genomice și modelare asistată de computer.
Datorită abordării sale interdisciplinare și examinării veninului din mai multe colonii de furnici, acest studiu reprezintă una dintre cele mai cuprinzătoare analize comparative ale veninului de furnică realizate până în prezent.
