Новое противоядие может быть в 10 раз эффективнее существующих методов лечения укусов змей

Новое исследование предлагает план создания противоядий нового поколения, основанный на использовании естественных молекулярных защитных механизмов змей против их собственного смертельного яда.

Ядовитые змеи имеют собственные противоядия. Белки, циркулирующие в их крови, могут блокировать вырабатываемые ими токсины, защищая животных от случайного воздействия собственного яда. Исследователи из Университета Мэриленда объединили несколько естественных защитных механизмов техасского гремучника (западная гремучая змея). В лабораторных условиях определенные смеси белков продемонстрировали необычайно сильную нейтрализующую активность против яда нескольких опасных видов змей.

Результаты исследования, проведенного под руководством Шона Б. Кэрролла, заслуженного профессора биологии, опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Ученые предлагают возможную модель для разработки более эффективных противоядий от укусов змей, которые по-прежнему представляют серьезную угрозу для здоровья во многих частях мира. «Это одна из тех замечательных историй, когда природа уже решила проблему, с которой мы боролись десятилетиями», – отмечает Кэрролл.

Укусы ядовитых змей относятся к числу наиболее игнорируемых тропических болезней в мире. По оценкам Всемирной организации здравоохранения,  ежегодно от них умирают от 80 000 до 140 000 человек, а сотни тысяч получают необратимые увечья. Многие из пострадавших проживают в сельской местности, где эффективное противоядие может быть трудно достать.

Современные противоядия спасают жизни, но их производство дорогостоящее и сложное. Крупным животным вводят змеиный яд, а затем собирают антитела, выработанные их иммунной системой. Качество полученных в итоге терапевтических средств может варьироваться, и они могут быть не одинаково эффективны против широкого спектра токсинов, вырабатываемых различными видами. Кроме того, они могут вызывать серьезные иммунные реакции. В поисках альтернативы Кэрролл и его коллеги обратились к естественной защите, уже присутствующей в крови змей.

«Нам уже сто лет известно из рассказов других людей, что гадюки, как правило, устойчивы к собственному яду, – говорит Кэрролл. – Но долгое время никто точно не знал, что именно циркулирует в их крови и обеспечивает им защиту».

В 2022 году лаборатория Кэрролла обнаружила часть ответа. Белок FETUA-3 блокировал активность многих металлопротеиназ – семейства токсинов, содержащихся в яде западной гремучей змеи. Этот же белок связывался с токсинами нескольких других гремучих змей и подавлял их действие.

В рамках нового исследования Кэрролл работал с соавторами, в том числе с Элдой Санчес, директором Национального центра исследований природных токсинов при Техасском университете A&M в Кингсвилле, чтобы определить, какой вклад вносит каждый белок FETUA. Отдельные белки обеспечивали лишь ограниченную защиту. Один уменьшал кровотечение, другой препятствовал активности ферментов токсина. Ни один из них сам по себе не предотвращал полностью смерть после воздействия яда.

Сочетание нескольких белков FETUA привело к гораздо более сильному ответу, резко повысив их способность нейтрализовать повреждения, вызванные ядом. Определение оптимальных смесей остается сложной задачей. Один яд может содержать около 100 токсинных белков из нескольких семейств, и точный состав различается у разных видов змей.

В лабораторных условиях оптимизированные комбинации белков оказались примерно в 10 раз эффективнее существующего противоядия от яда гремучей змеи, полученного с помощью антител овцы. Они полностью нейтрализовали смертельное действие и обеспечили широкую защиту от яда нескольких видов гадюк, включая те, которые эволюционировали миллионы лет.

«Тот факт, что части этих ингибиторов идеально сохранились за 50 миллионов лет эволюции змей, говорит о том, насколько реальна эта опасность для этих животных», – говорит Кэрролл. Ученые отмечает, что механизм отравления змей ядом – будь то через ткани ротовой полости во время укуса, поедание отравленной добычи, каннибализм или все вышеперечисленное – до конца не изучен. В настоящее время основное внимание уделяется металлопротеиназам. Исследователи используют ту же стратегию для разработки ингибиторов других основных семейств ядовитых токсинов.

«Мы очень близки к созданию эффективных решений для борьбы с тремя основными семействами токсинов  гадюк, – делится Кэрролл. – То, что мы узнали здесь, вместе с исследованиями, которые мы проводим сейчас, вселяет в нас реальную уверенность в том, что создание рекомбинантных [полученных в лаборатории] противоядий на основе природных веществ вполне достижимо».

Кэрролл предполагает, что ветеринарная медицина может стать первым коммерческим применением этой формы «природного противоядия», а затем методы лечения укусов змей можно будет применять и для людей. Он считает, что противоядия следующего поколения смогут защитить от более широкого спектра ядов, будучи при этом более безопасными, менее дорогими и более простыми в производстве в больших масштабах, чем существующие методы лечения с использованием антител.

«Мы могли бы произвести такое количество этого вещества в целых вагонах и помочь решить масштабную глобальную проблему здравоохранения, – говорит Кэрролл. – Многие из наших важнейших лекарств были получены из природы. Я рад, что компоненты для противоядия, превосходящего коммерческие аналоги, все это время находились в самих змеях».

Поддержите меня переводом с карты по ссылке или QR-коду.

Поддержите меня донатом на Boosty.

Там же можно подписаться на ежемесячную поддержку.

Поделитесь этим постом!