Огляд бджолиного отрути основних сполук та біоактивності для терапевтичних інтересів

Rim Wehbe

1 Лабораторія прикладних біотехнологій (LBA3B), Центр досліджень в галузі біотехнологій та їх застосування, EDST, Ліванський університет, Тріполі 1300, Ліван

Жасинте Франджі

2 Мітохондріальна та серцево-судинна патофізіологія - MITOVASC, Команда 2, Серцево-судинна механотрансдукція, UMR CNRS 6015, INSERM U1083, Університет Анже, 49045 Анже, Франція

Мохамад Ріма

3 Департамент нейронауки, Інститут біології Паризької Сени (IBPS), INSERM, CNRS, Університет Сорбони, F-75005 Париж, Франція

4 Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC), INSERM U964, CNRS U7104, Університет Страсбурга, 67400 Ілкірх, Франція

Дані Ель Обейд

5 Факультет сільського господарства та ветеринарних наук, Ліванський університет, Декване, Бейрут 2832, Ліван

Жан-Марк Сабатьє

6 Інститут нейрофізіопатології, UMR 7051, Faculté de Médecine Secteur Nord, 51, Boulevard Pierre Dramard-CS80011, 13344-Marseille Cedex 15, Франція

Зіад Файлун

7 факультет наук 3, містечко Мішеля Слеймана Тріполі, Ліванський університет, Рас-Маска 1352, Ліван

Анотація

Апітерапія є альтернативною терапією, яка покладається на вживання продуктів бджільництва, головне бджолиної отрути для лікування багатьох захворювань людини. Отрута може бути введена в організм людини шляхом ручного введення або шляхом прямого укусу бджіл. Бджолина отрута містить кілька активних молекул, таких як пептиди та ферменти, які мають сприятливий потенціал для лікування запалення та захворювань центральної нервової системи, таких як хвороба Паркінсона, хвороба Альцгеймера та бічний аміотрофічний склероз. Більше того, бджолиний отрута показав перспективні переваги проти різних типів раку, а також противірусну активність, навіть проти складного вірусу імунодефіциту людини (ВІЛ). Багато досліджень описували біологічну активність компонентів бджолиної отрути та запускали доклінічні випробування з метою покращення потенційного використання апітоксину та його складових як наступного покоління ліків. Метою цього огляду є узагальнення основних сполук бджолиної отрути, їх основних біологічних властивостей, механізмів дії та терапевтичних значень у альтернативних стратегіях терапії.

1. Загальні відомості про медоносних бджіл

Серед медоносних бджіл Apis mellifera (рис. 1) є основним видом, що використовується для запилення сільськогосподарських культур у світі [1]. Використання всіх продуктів бджільництва, включаючи бджолину отруту та мед, датується тисячоліттями, оскільки їх лікувальні властивості цитувались у таких релігійних книгах, як Біблія та Коран [2,3,4]. Апітерапія - це галузь нетрадиційної медицини, яка спирається на вживання продуктів бджільництва, що складаються з меду, пилку, прополісу, маточного молочка та головним чином бджолиної отрути (BV), який також відомий як апітоксин [5,6].

Apis mellifera (авторські права Dany El Obeid).

Терапія бджолиною отрутою (BVT) - це лікарське застосування BV від медоносних бджіл в організм людини для лікування деяких захворювань, таких як артрит ревматизму [7]. Ця стратегія застосовується в альтернативній медицині більше 5000 років. Він полягає або в непрямому застосуванні, шляхом вилучення BV за допомогою електричного подразника з подальшим введенням його в організм або безпосередньо через укуси бджіл [8] (рис. 2). Ідея використання BV у лікарській галузі була висунута з переконання, що бджолярі навряд чи страждають на ревматизм або проблеми із суглобами.

Застосування бджолиної отрути прямими укусами бджіл в організм.

BV виробляється робочими бджолами-самками і, як відомо, містить багато активних компонентів, включаючи: (i) пептиди, такі як меліттин, апамін, пептид, що дегранулює тучні клітини (MCD), і адолапін, (ii) ферменти, такі як фосфоліпаза A2 (PLA2) та гіалуронідаза та (iii) амінокислоти та леткі сполуки. Кілька досліджень оцінювали терапевтичний потенціал цих компонентів у лікуванні запальних захворювань людини, а також захворювань центральної нервової системи, таких як хвороба Паркінсона (PD), хвороба Альцгеймера (AD) та бічний аміотрофічний склероз (ALS), а також багато інших станів [9,10]. Цікаво, що бджолина отрута, подібно до інших отрут тварин, також виявила корисний протираковий та противірусний потенціал проти раку яєчників та передміхурової залози, а також ВІЛ [11,12,13,14].

Бджолина отрута характеризується індукуванням алергічних реакцій після укусу. Ці реакції можуть відбуватися в шкірі, дихальних шляхах, серцево-судинній системі та шлунково-кишковому тракті. Згодом важкий анафілактичний шок може призвести до ішемії головного мозку або міокарда [15,16]. Ці алергічні реакції зумовлені наявністю в отруті множинних білкових алергенів, більшість з яких мають ферментативну активність [9]. Основними алергенами BV та специфічними індукторами імуноглобуліну Е (IgE) є PLA2, меліттин та гіалуронідаза. Окрім опосередкованих IgE механізмів, дослідження показують, що алергени можуть також включати IgE-незалежні реакції, такі як медіатор брадикініну (BK), що призводить до різних анафілактичних симптомів [17,18]. Виробництво цього неімунного медіатора може бути індуковано меліттином, відомим як активатор PLA2, який може імітувати вплив BK на тонус трахеї [17,19]. Крім того, MCD-пептид або пептид 401 здатний викликати анафілактоїдну реакцію шляхом дегрануляції тучних клітин [9,20].

Окрім молекулярних досліджень, що вивчають можливі механізми реакцій запального укусу бджіл, багато клінічних досліджень глибоко вивчають потенційне використання BV для лікування хронічних захворювань. Отже, наступні частини огляду мають на меті висвітлити первинні біологічні властивості BV та його біоактивних молекул, які мають потенціал у розробці терапевтичних стратегій.

2. Основні сполуки бджолиного отрути

BV - це прозора рідина без запаху, що містить гідролітичну суміш білків з кислотним рН (4,5-5,5), яку бджоли часто використовують як захисний засіб від хижаків. Одна крапля BV складається з 88% води та лише 0,1 мкг сухої отрути [10]. Останній є надзвичайно складною сумішшю пептидів, включаючи меліттин, адалапін, апамін та MCD-пептид. Він також містить ферменти, найголовніше PLA2, та сполуки з низькою молекулярною масою, такі як біоактивні аміни (наприклад, гістамін та адреналін) та мінерали [9].

2.1. Меліттин

2.2. Апамін

Апамін - це 18-амінокислотний пептид, що містить два дисульфідні містки. Це найменший нейротоксин у BV [28]. Цей поліпептид здатний долати гематоенцефалічний бар’єр, а отже, впливає на функціонування центральної нервової системи за допомогою різних способів дії. Наприклад, це викликає нейротоксичні ефекти на спинному мозку ссавців, що призводить до гіперактивності та судом, як це було показано у щурів. Блокуючи активовані кальцієм K + -канали, апамін також здатний впливати на проникність клітинної мембрани щодо іонів калію (K +). У судинних гладких м’язах токсин здатний інгібувати проліферацію та міграцію клітин гладком’язових м’язів судин за допомогою сигнальних шляхів Akt та Erk [29]. Цей висновок підкреслює потенціал апаміну в стратегіях терапії атеросклерозу. Інше дослідження оцінило наслідки чутливості каналів K + до апаміну і показало, що нейротоксин може інгібувати індуковане NO-розслаблення спонтанної скорочувальної активності міометрія у невагітних жінок [30].