Ученые БФУ имени Иммануила Канта выяснили, что полисахариды из микроводорослей связывают белки, содержащиеся в яде змей ботропсов. Попадая в организм человека, эти белки вызывают тяжелые кровотечения, почечную и сердечную недостаточность, омертвение тканей и даже смерть. Эксперименты показали, что наиболее эффективны полисахариды из водорослей Scenedesmus obliquus и Nannochloris sp., которые почти полностью подавляют активность ключевых компонентов яда. Открытие будет полезно при разработке новых препаратов для нейтрализации змеиных ядов, особенно в регионах, где доступ к медицинской помощи ограничен. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.
Ежегодно от укусов ядовитых змей погибают десятки тысяч людей, при этом большинство смертельных случаев приходится на тропические и субтропические страны Африки, Азии, Латинской Америки и Океании. Так, например, в Латинской Америке обитают змеи ботропсы (род Bothrops) — родственники гадюк. Их яд содержит белки, нарушающие свертываемость крови и приводящие к омертвению тканей, а потому создающие смертельную опасность для человека. Существующие противоядия дороги и не всегда доступны, а также могут вызвать побочные эффекты — сыпь, недомогание, лихорадку и аллергические реакции. Поэтому ученые ищут им природные альтернативы.
Исследователи из БФУ им. И. Канта совместно с коллегами из Федерального университета Флуминенсе (Бразилия) и Кемеровского государственного университета (Кемерово) протестировали полисахариды, синтезируемые микроводорослями Chlorella sorokiniana, Scenedesmus obliquus, Nannochloris sp. и Scenedesmus acuminatus, на способность подавлять активность токсинов в ядах. Данные микроводоросли выбраны потому, что они способны синтезировать различные вещества с терапевтическими свойствами.
Биологи вырастили микроводоросли в лабораторных условиях, после чего обработали их клетки спиртами, которые осаждают полисахариды и позволяют отделить их от других компонентов клетки. Затем авторы протестировали способность полученных соединений подавлять активность токсинов в ядах трех видов змей — Bothrops jararaca, Bothrops jararacussu и Bothrops neuwiedi. Для этого образцы яда в течение пяти минут выдерживали вместе с полисахаридами водорослей, после чего измеряли их способность разрушать белки и липиды, а также нарушать свертываемость крови.
Наиболее эффективными оказались полисахариды из микроводорослей Scenedesmus obliquus и Nannochloris sp. Они практически полностью подавили активность ключевых компонентов яда ботропсов. Кроме того, полисахариды из этих водорослей предотвратили нарушение свертываемости крови, вызываемое ядом, и снизили активность фосфолипазы A2 — вещества, разрушающего липиды и тем самым повреждающего клеточные мембраны.
«Наше исследование показало, что вещества, синтезируемые микроводорослями, потенциально могут использоваться для нейтрализации змеиных ядов. Предлагаемые соединения не просто эффективно подавляют действие основных токсинов в ядах, но и доступны для производства, что особенно важно для регионов с высокой смертностью от змеиных укусов. В дальнейшем предстоит изучить механизмы действия полисахаридов из микроводорослей и определить для них оптимальные дозы», — рассказывает Станислав Сухих, доктор технических наук, профессор высшей школы живых систем, заведующий лабораторией микроклонального размножения БФУ им. И. Канта.
Исследования проводится в рамках Десятилетия науки и технологий в России.