От укусов ядовитых змей в год умирают более 100 000 человек – это больше, чем от какой-нибудь тяжелой тропической болезни. Противоядия от таких токсинов разрабатывают, но пока каждое эффективно только против яда конкретного вида змей.
Недавно открытое искусственно синтезированное антитело смогло нейтрализовать яды разных змей, смертельные для человека. В будущем оно может стать основой для универсального противоядия. О разработке вещества сообщает Научно-исследовательский институт Скриппса (США).
Его обнаружила команда, ранее занимавшаяся разработкой вакцины от ВИЧ. В поисках лекарства от болезни, вызываемой этим вирусом и сейчас считающейся неизлечимой, ученые обнаружили, что быстро развивающиеся белки ВИЧ имеют небольшие различия между собой, но есть стабильные участки, не подвергающиеся мутации – и вот через них возможно воздействовать на вирус.
По их наблюдениям, ситуация со змеиными ядами аналогична: у разных видов токсин имеет свои вариации, поэтому до сих пор удавалось найти только точечные противоядия. Но если воздействовать на области, общие для всех ядов, то антитело сможет нейтрализовать любой из них.
В новой работе исследователи выделили и сравнили белки яда различных аспидов (семейство Elapidae). Это основная группа ядовитых змей, куда входят мамбы, кобры и крайты. Искомые общие участки обнаружились в структуре трехпетлевого токсина, который называют 3FTx. Он присутствует в яде всех аспидов. И именно высокотоксичные белки 3FTx вызывают паралич всего тела после змеиного укуса. Эти факторы делают 3FTx идеальной терапевтической мишенью.
Затем ученые поместили гены 16 разновидностей 3FTx в клетки млекопитающих и искусственно синтезировали токсины. Больше всего общего с другими токсинами аспидов было у яда южнокитайского многополосного крайта (Bungarus multicinctus) – он получился как бы усредненной версией внутри всего семейства змей.
Тогда белок 3FTx крайта проверили на связи с 50 миллиардами антител, которые могут выделять иммунные клетки людей. Это сузило поиск примерно до 3800 вариантов. Тестирование в лаборатории показало, что 30 из них могут распознать и бороться с еще четырьмя вариациями 3FTx.
Самое сильное взаимодействие со всеми вариантами токсина имело антитело под названием 95Mat5. Испытания показали, что если его ввести мышам одновременно с ядом, то они не только выживут, но и не будут парализованы. Результаты были одинаково успешны для токсинов южнокитайского многополосного крайта, плюющей индийской кобры, черной мамбы и королевской кобры.
Удалось понять и то, почему 95Mat5 так эффективно: антитело имитирует структуру человеческого белка, с которым обычно связывается 3FTx, и блокирует токсин. Интересно, что антитела, нейтрализующие ВИЧ, действует таким же образом.
«Невероятно, что для двух совершенно разных проблем иммунная система человека нашла очень похожее решение», — говорит доцент кафедры иммунологии и микробиологии Джозеф Джардин.
Синтезировать антитело удалось полностью искусственно, не используя иммунизацию животных или самих змей. Но, хотя оно эффективно против яда всех аспидов, 95Mat5 не блокирует яд гадюк — еще одного семейства змей со смертельно опасным ядом.
Поэтому работа ученых продолжается: сейчас они ищут антитела, которые будут блокировать еще один токсин аспидов и два токсина гадюк. «Коктейль» из этих четырех веществ, как считают исследователи, может обеспечить противоядие при укусах если не всех, то большинства змей.
Биологи узнали, почему змеи стали ядовитыми
Обнаружена особенность змеиного яда, делающая его еще более смертоносным
У людей обнаружили набор генов для производства собственного яда