Фото: © Саймон Таунсли

Разработано универсальное противоядие от смертельных змеиных токсинов

Ученые Scripps Research разработали антитело, которое может блокировать действие смертельных токсинов, содержащихся в ядах широкого спектра змей, обитающих по всей Африке, Азии и Австралии.

Антитело, которое защищало мышей от обычно смертельного яда змей, включая черных мамб и королевских кобр, описано в научной трансляционной медицине. В новом исследовании использовались формы токсинов, произведенных в лаборатории, для скрининга миллиардов различных человеческих антител и выявления того, которое может блокировать активность токсинов. Это представляет собой большой шаг к созданию универсального противоядия, которое было бы эффективно против яда всех змей.

«Антитело действует против одного из основных токсинов, обнаруживаемых у многочисленных видов змей, которые ежегодно приводят к десяткам тысяч смертей, — говорит старший автор Джозеф Джардин, доцент кафедры иммунологии и микробиологии в Scripps Research. — Это может быть невероятно ценным для людей в странах с низким и средним уровнем дохода, на которые приходится наибольшее бремя смертей и травм от укусов змей».

Более 100 000 человек в год, в основном в Азии и Африке, умирают от укусов змей, что делает их более смертоносными, чем большинство забытых тропических болезней. Современные противоядия производятся путем иммунизации животных змеиным ядом, и каждое из них, как правило, действует только против одного вида змей. Это означает, что для лечения змеиных укусов в разных регионах необходимо производить множество различных противоядий.

Джардин и его коллеги ранее изучили, насколько широко могут действовать нейтрализующие антитела против вируса иммунодефицита человека (ВИЧ), воздействуя на участки вируса, которые не могут мутировать. Они поняли, что задача поиска универсального противоядия была похожа на их поиски вакцины против ВИЧ; точно так же, как быстро развивающиеся белки ВИЧ демонстрируют небольшие различия друг между другом, различные змеиные яды имеют достаточно вариаций, чтобы антитело, связывающееся с одним, обычно не связывалось с другими.Но, как и ВИЧ, змеиные токсины также имеют законсервированные участки, которые не могут мутировать, и антитело, нацеленное на них, возможно, сработает против всех вариантов этого токсина.

В новой работе исследователи выделили и сравнили белки яда различных элапидов — основной группы ядовитых змей, включая мамб, кобр и крайтов. Они обнаружили, что тип белка, называемый трехпальцевыми токсинами (3FTx), присутствующий у всех элапидных змей, содержит небольшие участки, которые выглядят одинаково у разных видов. Кроме того, белки 3FTx считаются высокотоксичными и вызывают паралич всего тела, что делает их идеальной терапевтической мишенью.

С целью обнаружения антител, блокирующих 3FTx, исследователи создали инновационную платформу, которая поместила гены для 16 различных 3FTx в клетки млекопитающих, которые затем продуцировали токсины в лаборатории. Затем команда обратилась к библиотеке из более чем 50 миллиардов различных человеческих антител и проверила, какие из них связываются с белком 3FTx из многополосчатого krait (также известного как китайский krait или тайваньский krait), который имеет наибольшее сходство с другими белками 3FTx.

Это сузило их поиск примерно до 3800 антител. Затем они протестировали эти антитела, чтобы увидеть, какие также распознают четыре других варианта 3FTx. Среди 30 антител, идентифицированных в ходе этого скрининга, одно выделялось наиболее сильным взаимодействием со всеми вариантами токсина: антитело под названием 95Mat5.

Джардин, Халек и их коллеги протестировали действие 95Mat5 на мышах, которым вводили токсины многолапого крайта, индийской плюющей кобры, черной мамбы и королевской кобры. Во всех случаях мыши, которые одновременно получали инъекцию 95Mat5, были защищены не только от смерти, но и от паралича.

Когда исследователи точно изучили, почему 95Mat5 был настолько эффективен при блокировании вариантов 3FTx, они обнаружили, что антитело имитировало структуру человеческого белка, с которым обычно связывается 3FTx. Интересно, что антитела к ВИЧ широкого действия, которые Джардин ранее изучал, также работают, имитируя человеческий белок.

Хотя 95Mat5 эффективен против яда всех элапидов, он не блокирует яд гадюк — второй группы ядовитых змей. Группа Джардина в настоящее время разрабатывает широко нейтрализующие антитела против другого элапидного токсина, а также двух ядов гадюк. Они подозревают, что комбинация 95Mat5 с этими другими антителами может обеспечить широкое действие против многих или всех змеиных ядов.

Поделиться:

Подписывайтесь на краткие, но содержательные новости со всего мира
глазами молодого поколения в Телеграм и ВКонтакте.

Почитайте также

Новый вид кофейной змеи обнаружен в облачных лесах Эквадора

161 Исследователи Фонда Хамаи и Университета Свободы обнаружили новый вид кофейных змей, эндемичный для облачных …