Неведомая молекула. Ученые нашли способ справиться с любым ядом

Ученые синтезировали антитело, нейтрализующее самый смертельный токсин змей

Исследователи обнаружили молекулу, которая защищает от смертельного токсина. Это поможет разработать новое эффективное противоядие. О том, как внедрят открытие, — в материале РИА Новости.

Самое совершенное оружие

Из всех ядовитых животных на Земле змеи — самые крупные. Примерно четыреста из трех с половиной тысяч видов опасны для людей. В России обитают шесть.

Каждый год от рептилий страдают порядка двух миллионов человек на всех континентах, кроме Антарктиды. Более ста тысяч погибают — в основном в бедных регионах Африки, Азии, Латинской Америки. Это число растет, а новых эффективных противоядий нет. Вот почему в 2017-м ВОЗ внесла укусы ядовитых змей в список забытых тропических болезней.

Яд, который помогает пресмыкающемуся успешно охотиться, синтезируется в организме и впрыскивается через протоки в зубах, соединенных с железой. Одни из самых опасных змей — древесные мамбы, обитающие в Африке к югу от Сахары. Их яд состоит из полипептидов, нацеленных на разные мишени в организме жертвы. Далеко не все их функции изучены, постоянно обнаруживают новые компоненты. Например, из секрета черных мамб выделены мамбалгины, обладающие обезболивающим эффектом, и гемотоксичные мамбины.

В отличие от гадюк мамбы не удерживают жертву, зато могут укусить несколько раз. Сначала в пораженном месте ощущается покалывание, затем стремительно развивается отравление. В течение 45 минут человек погибает, если не ввести противоядие. В этом качестве используют сыворотки из крови крупных животных. Им вводят небольшие дозы яда, пока защитная система не синтезирует антитела, связывающие токсины.
Большинство сывороток действуют против одного или нескольких сходных токсинов. В Индии, например, выпускают поливалентный препарат против яда четырех самых смертельных видов: очковой змеи, индийского крайта, цепочной гадюки и песчаной эфы.

Противоядия не всегда срабатывают, некоторые способны вызвать аллергию и даже анафилактический шок, порой требуется ввести очень большие дозы. В последние годы производство сывороток сворачивают из-за убыточности, есть сложности с доставкой, поскольку все нужно держать в холоде. Одним словом, разработка эффективного универсального противоядия актуальна как никогда.

Найти и синтезировать

Причина, по которой универсальную сыворотку до сих пор не создали, — исключительная сложность состава змеиного яда. Это смесь белков и пептидов разных типов, с большим разнообразием структур, функций, биологических мишеней. Одни направлены на разрушение нервной системы, другие действуют локально, вызывая кровотечения или, наоборот, тромбозы. Есть и такие, которые предназначены для лучшего переваривания жертвы в желудке хищника.

У каждого вида змей уникальный состав секрета, в основе которого — ферменты множества химических семейств. Нейтрализовать все токсины нереально. Как показали исследования на животных, это и не требуется: риск смерти можно существенно снизить, если действовать против нескольких самых губительных веществ.
Это в первую очередь "трехпальцевые" альфа-нейротоксины, характерные для всех аспидных, включая мамб, кобр. Они блокируют никотиновые ацетилхолиновые рецепторы в клетках мышцы, вызывая вялый нервно-мышечный паралич и смерть от удушения. В зависимости от длины белковой последовательности их делят на короткие и длинные.

Если исходить из того, что ключевые участки полипептидов очень консервативны, то есть сохраняются у всех видов альфа-нейротоксинов, то можно подобрать одно для всех нейтрализующее антитело. Эту стратегию используют для разработки противовирусных средств, в том числе ВИЧ. Известно, что вирусы быстро мутируют, однако определенные участки их генома не меняются. Именно на них нацеливают вакцины, которые защищают даже от вновь появившихся вариантов.

Кроме того, такой подход не требует иммунизации животных — вместо этого можно синтезировать нужную молекулу.

Ученые из США, Индии и Великобритании взялись за решение этой задачи. Проанализировали данные длинных трехпальцевых альфа-нейротоксинов, хранящихся в базе полезных для медицины змей. Из 60 миллиардов человеческих антител отобрали несколько распознающих один общий для всех участок. Синтезировали их и выбрали лучший вариант — 95Mat5. Эффективность опробовали на мышах, которым вводили натуральный яд азиатских и африканских змей.

Теперь предстоит найти антитела против других основных компонентов ядов, в частности — коротких альфа-нейротоксинов и фосфолипаз аспидных змей, металлопротеиназ, сериновых протеаз гадюк, отмечают ученые. В универсальном противоядии будет четыре-пять антител, эффективных против самых опасных видов токсинов. В "коктейль" можно добавить множество моноклональных антител, нацеленных на яды конкретных змей.

Вопросы, ответы, комментарии