Xử dụng nọc nhện

26/4/2015

XỬ DỤNG NỌC NHỆN

Trần-Đăng Hồng PhD

Nhện tarantula

Tò vò mà nuôi con nhện

Đến khi nó lớn, nó quyện nhau đi

Tò vò ngồi khóc tỉ ti

Nhện ơi! Nhện hỡi! Mày đi đằng nào

Ca dao

Trên thế giới có khoảng 40 ngàn loài nhện sống ở khắp mọi lục địa, ngoài trừ các cực. có kích thước nhỏ tí ti cho tới nhện khổng lồ như nhện goliath birdeater thân có chiều dài tới 3 tấc (0,30 m). Tất cả loài nhện đều có nọc độc, làm con mồi bất động hay chết, nhưng độ độc đa số ngang ngửa với nọc ong, ngoại trừ có một loại không ăn thịt (vegetarian) như nhện Bagheera kiplingi. Để giết con chuột nặng 20 g, nhện cần phải tiêm vào cơ thể con mồi 6 phần triệu gram nọc độc. Nhện đen góa phụ (Black widow spider) có nọc rất độc, sở dỉ mang tên góa phụ vì ăn thịt nhện đực sau khi làm tình, mỗi lần chích vào nạn nhân khoảng 0,02 ml đủ làm chết người. Nọc độc nhện này chứa một loại protein mang tên latrotoxin, tấn công vào hệ thần kinh và hệ thống hormones, làm con mồi bất động trong vòng 10 phút.

Cũng như nọc rắn, bò cạp hay ong, nọc độc của nhện hoạt động rất nhanh và mạnh vì nọc độc được tổ hợp bởi nhiều độc tố gồm enzymes, peptides, amino acids và nhiều chất khác có phân tử nhỏ với trọng lượng nhỏ nhằm vào nhiều mục tiêu con mồi riêng biệt. Mục tiêu tấn công là hệ thống chống đông đặc máu, kênh ion (ion channels, tạo điện ở cơ thịt), hệ dẫn truyền thần kinh.

Nọc độc nhện tác động trên 3 kênh ion trong cơ thể nạn nhân, kênh calcium, kênh potassium và kênh sodium. Ion là các nguyên tử hay phân tử mang điện, nên kênh ion tạo ra điện điều hành chức năng của cơ quan. Kênh calcium kiểm soát điều hành cơ bắp thịt, kênh sodium kiểm soát cơ chế hoạt động tế bào thần kinh và tế bào bắp thịt, còn kênh potassium rất quan trọng trong điều hành cơ tim. Tác động vào các kênh ion này làm nạn nhân đau đớn, bắp thịt co thắt, thở khó khăn, máu loảng không đông đặc và hoại huyết.

Nọc nhện tác động trên cơ thể con mồi bằng một trong 2 cách sau. Tác động lên hệ thần kinh hay làm hủy hoại tế bào. Nọc độc hệ thần kinh (neurotoxic venom) làm cả hệ thần kinh bị liệt, các bắp thịt cứng đờ, các chức năng khác của cơ thể bị đình chỉ, làm con mồi bất động. Còn nọc đôc hủy diệt tế bào (necrotic venom) giết tất cả tế bào ở khu vực rồi lan nhiểm làm con mồi bị chết.

Nọc độc của nhện được nghiên cứu và có nhiều áp dụng quan trọng trong nông nghiệp và y học.

Thuốc diệt sâu (Insecticides)

Từ thập niên 1940s, thuốc hóa học diệt sâu bọ, như DDT, organophosphates (như Parathion, Malathion) được xử dụng rất hiệu quả để bảo vệ mùa màng, vì nó giết hết mọi côn trùng hay sinh vật tiếp xúc với thuốc. Tuy nhiên, không những giết được côn trùng tác hại, các loại thuốc diệt con trùng hóa học này cũng độc hại tới người, thú nuôi, làm hư hại môi sinh, giết côn trùng hửu ích như ong mật, ong giúp thụ phấn cho cây hoa màu. Để tránh tác hại của thuốc diệt côn trùng, các nhà điều chế thuốc giết sâu sản xuất thuốc tổng hợp nhân tạo pyrethroids (từ chất pyrethrin trích từ hoa Cúc Chrysanthemum cinerariaefolium và C. coccineum) hay neonicotinoids (từ chất nicotine trích từ cây thuốc lá) ít độc hại cho động vật có vú, tuy nhiên các loại thuốc này vẫn độc hại cho công trùng hữu ích như loài ong. Một tác hại khác là côn trùng đã bắt đầu đề kháng các thuốc diệt sâu hóa học này.

Một chiến lược mới là sản xuất thuốc diệt côn trùng có chọn lựa, chỉ giết côn trùng độc hại chánh của hoa màu mà không giết hại côn trùng hữu ích cùng sống trên cây đó. Chẳng hạng, các thành phần trong nọc độc hệ thần kinh của loài nhện Hadronyche versutasống trong hang ở Úc chỉ giết giáng, dế, ruồi-trái-cây, aphid và bướm của sâu Helicoverpa armigera phá hại trên cây bông vải. TS Glenn King của University of Queensland ở Australia thành công trích một peptide Hv1a của nọc độc nhện này rồi phối hợp với một protein GNA (của cây hoa snowdrop Galanthus nivalis) dùng làm chuyên chở nọc độc qua cửa miệng, hợp chất Hv1a/GNA chỉ giết các côn trùng nói trên mà không độc hại cho ong và con người qua dây chuyền thực phẩm (food chain).

Nọc độc của nhện Hadronyche versutalàm thuốc diệt sâu cây bông vải

Ngăn ngừa bệnh rung-tâm-nhĩ

Bệnh rối loạn nhịp tim hay rung-tâm-nhĩ (Atrial Fibrillation) xảy ra khi tâm nhĩ (atria, buồng trên của tim) bóp nhanh không cho máu bôm đủ vào tâm thất (ventricles, buồng dưới) làm nhịp tim trở nên bất thường, và gây nên đột tử chết người. Nhịp tim được kiểm soát bởi các kênh ion (ion channels). Khi kênh ion mở, phóng tích hóa chất làm ảnh hưởng đến sự co thắt của cơ tim và áp xuất máu, nhịp tim trở nên rối loạn, bệnh nhân thiếu máu, chóng mặt, khó thở, đau ngực, xỉu rồi đột tử.

Nọc độc của nhện hồng tarantula ở Nam Mỹ (Grammostola spatulata) chứa một loại protein tên GsMtx-4 có khả năng đình chỉ hoạt động của kênh ion không cho mở, nên kiểm soát được chứng rối loạn nhịp tim.

Ngăn ngừa hư hại não bộ

Bộ óc và nhện Holena curta

Thiếu oxy do chứng đột quị (stroke), hút thuốc hay bị ngửi nhiều khói làm hư hại đến tế bào thần kinh của não bộ. Glutamate là một chất dẫn truyền thần kinh trong bộ óc, được sản xuất bởi các tế bào thần kinh bị hư hại. Khi Glutamte được sản xuất tích tụ nhiều sẽ làm chết các tế bào thần kinh bên cạnh. Nọc độc của nhện Holena curta có chứa thành phần HF-7 ngăn chận tế bào thần kinh sản xuất chất glutamate. Thuốc chửa trị ngăn ngừa đột quị có chứa thành phần này hạn chế được sự hư hại nảo bộ cho bệnh nhân đột quị.

Thuốc trị bệnh mất trí nhớ Alzheimer

Latrotoxin trong nọc độc của nhện đen góa phụ (black widow spider, Latrodectus mactans) đang được nghiên cứu vì có khả năng chửa trị bệnh mất trí nhớ Alzheimer.

Thuốc chống đau nhức

Các nhà khoa học Úc nghiên cứu nọc độc cực mạnh của khoảng 40 loài nhện funnel web spider (Atrax robustus) để chống đau nhức (pain killing). Nọc độc của loài nhện này có chứa hàng trăm độc tố atracotoxins, mà các nhà khoa học đang nghiên cứu để ngăn kênh ion làm đau nhức ở cơ thể.

Chống ung thư vú

Nọc độc của nhện funnel-web spiders và nhện tarantulas cũng có tiềm năng diệt tế bào ung thư theo như các nghiên cứu ở Đại học Queensland Úc.

Reading, 4/2015