Тайны осиного гнезда. Причудливый мир самых недооцененных насекомых

Сколия-гигант – европейский вид сколиевых ос, самая крупная оса в Европе. Фабр описывал ее как чудовище, «высасывающее душу» своей жертвы. И он не слишком преувеличивал: это чрезвычайно устрашающие на вид насекомые, которые иногда вызывают панику, поскольку их принимают за крупных общественных ос вроде шершней рода Vespa. Эти коренастые сколииды с большим брюшком (у них нет удлиненной «супермодельной» тонкой талии, как у их более элегантных родственниц) большую часть времени роются в земле в поисках личинок пластинчатоусых жуков. В 1980-е годы сколия-гигант стала главной героиней серии значимых работ, в которых было показано на примере тараканов, как кинины ос способны необратимо блокировать синаптическую передачу между нервными клетками. Интересно, что брадикинины нарушают работу тех же самых нейронных путей, которые являются мишенью для группы широко используемых пестицидов (известных как неоникотиноиды), ставших причиной сокращения популяций насекомых-опылителей по всему миру. В настоящее время имеются неопровержимые доказательства того, что эти пестициды оказывают пагубное воздействие на когнитивные функции насекомых. «Осиные кинины» и пестициды воздействуют на одни и те же нейронные механизмы насекомых. Похоже, что фармацевтическая промышленность случайно раскрыла фармакологические секреты яда одиночной осы, даже не отдавая себе в этом отчета.

Значимость брадикининов выходит далеко за рамки изучения осиного яда. Считается, что они играют определенную роль в объяснении ряда серьезных симптомов, наблюдавшихся у пациентов с COVID-19 во время пандемии 2020–2021 годов. Вирус SARS-CoV-2, вызывающий COVID-19, нарушает в организме баланс двух ферментов, которые регулируют кровяное давление (АПФ и АПФ2). Попадая в организм, вирус SARS-CoV-2 запускает снижение концентрации АПФ. Поскольку ферменты АПФ разрушают брадикинины, в результате их дефицита брадикинины начинают накапливаться, вызывая воспаление в инфицированных вирусом и соседних с ними клетках. Это явление получило название брадикининовый шторм из-за наличия положительной обратной связи: воспаленные клетки запускают изменения содержания брадикинина и стимуляцию рецепторов, что приводит к еще более серьезному воспалению.

Анализ данных последовательности генома, полученных от тяжелобольных пациентов с COVID-19 в Ухане (Китай), выявил, что экспрессия генов в клетках их дыхательных путей демонстрировала снижение концентрации АПФ и повышение – АПФ2. Это же исследование обнаружило усиление синтеза гиалуроновой кислоты в клетках легких. Гиалуроновая кислота – это важная «слизь», которую вырабатывает человеческий организм; она содержится в хрящах, глазах, коже и является высокогидрофильным компонентом, способным поглотить воды в 1000 раз больше собственного веса с образованием желеобразного «гидрогеля». В нужном месте она полезна. Но если события происходят в эпицентре брадикининового шторма, просачивание этой жидкости в легкие может объяснить, почему пациентам с COVID-19 трудно дышать[87]

[88].

Брадикинины не единственный заслуживающий внимания тип химических соединений из алхимического котла осиного яда. Токсичный пептид мастопаран – один из наиболее изученных компонентов яда осы в силу своих антимикробных, противовирусных свойств и потенциальной роли в лечении рака. Для раковых клеток мастопаран токсичнее, чем для нормальных. Каким именно образом он взаимодействует с этими клетками, зависит от типа клеток, но обычно он прилипает к клеточной стенке, образуя временные поры. Тем самым он вызывает излияние содержимого клетки сквозь клеточную стенку, и наступает ее гибель. Испытания in vitro на мышах показали, что он успешно убивает раковые клетки. Но использовать яд непросто: он очень токсичен, причем не только для раковых клеток. К тому же в крови он быстро разлагается, что затрудняет его использование для борьбы со строго определенными клетками.

Ученые начали решать эту проблему, снабдив яд носителем (полимером или липосомой), который может дольше циркулировать в организме и накапливается преимущественно в месте расположения опухоли. Исследователи разработали «Митопаран», аналог мастопарана, воздействующий на раковые клетки молочной железы, подобно своему предку, созданному осами. Прикрепленный к полимерному носителю, «Митопаран» остается неактивным, но после высвобождения в месте расположения опухоли он активируется, проникает в клеточные стенки и вызывает гибель опухолевых клеток[89]

.

Не все одиночные осы полностью парализуют свою добычу. Возможно, самым известным примером такого рода является зомбирование американского таракана Periplaneta americana роющей осой Ampulex compressa. Будучи в несколько раз меньше своей добычи, оса не может унести или даже уволочь жертву в свою нору. Вместо этого в процессе эволюции она приобрела хитроумный способ манипулировать тараканом так, чтобы тот сам шел в собственную подземную гробницу.