Ученые на пороге создания универсального противоядия от укусов змей

  

3 Март 2024 | Наука

Время на прочтение: 3 минут(ы)

Разрабатывается мощное синтетическое противоядие, которое противостоит смертельному яду, вырабатываемому змеями семейства Elapidae. Самые «яркие» представители — черная мамба, королевская кобра и крайты. Результаты исследования, опубликованные на прошлой неделе в журнале Science Translational Medicine, дают надежду на создание универсального противоядия, способного нейтрализовать токсины сотен ядовитых змей и, что важно, в «одном флаконе».

Николас Кейсуэлл, соавтор исследования и токсиколог Ливерпульской школы тропической медицины в Англии:

В этом [препарате] мы уничтожаем основной подкласс нейротоксинов.
Я думаю, что это, по настоящему, огромный шаг с точки зрения того, чего можно достичь с помощью одного антитела.

Укусы ядовитых змей ежегодно уносят жизни от 81 000 до 138 000 человек и оставляют более 400 000 человек инвалидами. Благодаря сложному коктейлю белков змеиный яд действует как “химическое оружие”, поражая нервную систему, ткани или всю систему кровообращения. По сравнению с ущербом уровень исследований укусов ядовитых змей невысок, и Всемирная организация здравоохранения в 2017 году включила укусы змей в список наиболее приоритетных, но «забытых проблем».

Противоядия существуют, но они “созданы по технологии столетней давности”, — говорит Джозеф Джардин, эксперт по белковой инженерии в Scripps Research.
Для разработки большинства противоядий ученые вводят лошадям или другим животным дозы змеиного яда и собирают антитела, которые в результате вырабатываются их иммунной системой — процесс одновременно опасный и ограниченный. Во-первых, нет гарантии, что специфические антитела подействуют на человека. Во-вторых, змеиные яды различаются от вида к виду, и противоядие должно быть точным, но не всегда понятно, какая именно змея укусила человека. И даже при правильном введении, животные белки, содержащиеся в препаратах, иногда могут вызвать смертельную анафилаксию.

“… животные подвергаются воздействию различных бактерий и вирусов в течение своей жизни”, — говорит Картик Сунагар, руководитель лаборатории эволюционной ядовитости Индийского института науки и ведущий автор статьи.

В результате противоядия включают антитела против микроорганизмов, которые, с точки зрения терапии, можно считать избыточными. Исследования показали, что только 10 процентов флакона с противоядием на самом деле содержит антитела, направленные непосредственно против токсинов змеиного яда.

Команда Сунагара стремилась обойти эти риски, нацелившись на основной компонент основного токсина в яде змей семейства Elapidae: длинноцепочечные трехпальцевые альфа-нейротоксины. Молекулы этого нейротоксина ”выглядят как маленькая рука с тремя пальцами» и они вызывают паралич, отключая белок, критически важный для движения, рассказал Андреас Х. Лаустсен-Киль, токсиколог из Технического университета Дании (не принимал участия в исследовании).

Используя метод скрининга, ранее применявшийся в выявлении антител для борьбы с ВИЧ и Covid-19, исследователи изучили по меньшей мере 60 миллиардов искусственных человеческих антител, чтобы точно определить, какие из них сильнее всего «цепляются» за трехпальцевый альфа-нейротоксин. Антитела, которые лучше всего удерживаются, смогут наиболее эффективно нейтрализовать его токсичность. Исследователи определили около дюжины лучших кандидатов, но в тестах на клетках человека «отличился» лишь один.

Затем команда протестировала антитело на животных. Грызунам ввели опасную для жизни дозу токсина яда крайта, смешанного с антителом. Мыши, которым не вводили антитело, погибли в течение четырех часов, но все животные, получившие универсальное противоядие, выжили.

Даже когда введение антитела было отложено на 20 минут после отравления, это все равно помогло спасти подопытных. Так было и в случае с ядами индийских кобр, и черных мамб. Антитело, однако, не спасло мышей от яда королевской кобры.

Картик Сунагар:

Если бы вы спросили меня о подобном [результате] ещё шесть лет назад, я бы сказал, что вы не в своем уме, если думаете, что можете нейтрализовать змеиный яд, воздействуя только на один токсин.

Поскольку антитело производится в лаборатории из клеточных линий, полученных от человека, оно позволяет избежать вредных побочных эффектов, связанных с антителами животных.

“Это решает две проблемы одновременно”, — говорится в заявлении Сунагара.

Во-первых, это полностью человеческое антитело, и, следовательно, побочные эффекты, включая смертельную анафилаксию, иногда наблюдаемые у пациентов, получавших обычные противоядия, могут быть предотвращены. Во-вторых, это означает, что животным не придется причинять вред, чтобы получать новое спасительное противоядие.

Ученые надеются распространить свой метод выработки антител на другие ядовитые токсины. Команда считает, что эти антитела в конечном итоге могут быть объединены для создания смеси, которая нейтрализует токсины любой опасной змеи.

Другие позитивные новости науки:
Имитации стеклообразных горных пород открывают новые возможности в медицине

---

Использованы материалы:
https://www.eurekalert.org/news-releases/1035248
https://www.sciencenews.org/article/snake-venom-toxins-antivenom-synthetic-antibody
https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/snakebite-envenoming
https://www.science.org/content/article/powerful-new-antivenom-raises-hopes-universal-solution-lethal-snakebites
https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.adk1867