Substancja popularnie zwana botoxem jest szeroko stosowana w medycynie jako środek przeciwdziałający nadmiernemu napięciu mięśni, a także jako preparat przeciwzmarszczkowy. Zalety i wady botoxu przysparzają mu przeciwników, jak i obrońców. Przyjrzyjmy się zatem najnowszym badaniom, ukazującym jego wpływ na nasze połączenia neuronowe.
Zacznijmy od początku, a więc czym jest botox? Botox z języka angielskiego to skrót od nazwy Botulinum Neurotoxin, co w tłumaczeniu oznacza toksyna botulinowa. Zwany również jadem kiełbasianym (z łac. botulus – kiełbasa) wytwarzany jest przez beztlenowe bakterie. Występuje w kilku rodzajach sygnowanych pierwszymi literami alfabetu. Największe wpływ na zdrowie człowieka mają typy A,B oraz E. Najbardziej znanym środowiskiem tworzenia tej toksyny są niewłaściwie produkowane i przechowywane konserwy mięsne czy też rybne. Botulinotoksyna jest jedną z najsilniejszych toksyn a dawka śmiertelna dla człowieka to ok 1,6ng/kg dożylnie, 12ng/kg drogą kropelkową oraz 1 ug/kg doustnie. Toksyczne działanie polega na porażeniu skurczu mięśni, dlatego też podawany w odpowiednich dawkach w sposób iniekcyjny (podskórnie) działa korzystnie w sposób kontrolowany. Wykorzystywany jest w tej postaci w czasowym leczeniu zmarszczek, prowadząc do rozluźnienia mięśni. Często stosowany w leczeniu migreny, a zwłaszcza zeza, osłabiając mięśnie oczu ułatwia normalne widzenie.
Międzynarodowy zespół badaczy z Instutu Paula Scherrera, Uniwersytetu Utrechtu oraz farmaceutycznej firmy UCB, w prowadzonych badaniach wyjaśnił, w jaki sposób toksyna botulinowa łączy się z płytką nerwowo-mięśniową. Jednym z podstawowych kroków, niezbędnych do wywołania działania toksyny botulinowej jest jej połączenie z cząsteczką białka komórki nerwowej. Interakcja pomiędzy receptorem a cząsteczką botuliny prowadzi do reakcji łańcuchowej, uniemożliwiając coraz to nowym neuronom, uwalnianie substancji komunikatora odpowiedzialnego za ruch mięśni. Zespół badaczy ustalił dokładne szczegóły interakcji cząsteczkowej botoxu z neuronami. W tym celu posłużyli się metodą krystalografii białek, tworząc znaczną ilość kompleksów i formując je w sposób regularny jako strukturę krystaliczną. Poprzez promieniowanie rentgenowskie udało się uzyskać dyfraktogramy, na podstawie których można wnioskować o strukturze badanych cząstek.
Poniżej przedstawiono symulację komputerową łączenia się cząsteczki botoxu z cząsteczką białka pochodzenia neuronowego.
Zrozumiałym jest, iż nawet niewielkie przedawkowanie botuliny może mieć negatywny wpływ na zdrowie człowieka. Nowe spojrzenie na zagadnienie botoxu pomoże nie tylko lepiej zrozumieć jego działanie, ale także umożliwi praktyczne wykorzystanie tej wiedzy. Pozwoli to na opracowanie tak samo skutecznych leków jednakże w mniejszej dawce, dzięki czemu ryzyko przedawkowania spadnie do minimum.
Źródła:
[1] Neuron-SEM-2 by Nicolas P. Rougier, commons.wikimedia.com, GNU
[2] http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature12732.html | 18.11.2013
[3] Structural basis for recognition of synaptic vesicle protein 2C by botulinum neurotoxin A, Roger M. Benoit, Daniel Frey, Manuel Hilbert, Josta T. Kevenaar, Mara M. Wieser, Christian U. Stirnimann, David McMillan, Tom Ceska, Florence Lebon, Rolf Jaussi, Michel O. Steinmetz, Gebhard F. X. Schertler, Nature (2013) doi:10.1038/nature12732
[4] http://pl.wikipedia.org/wiki/Jad_kie%C5%82basiany | 18.11.2013