Учёные идентифицировали синтетическое антитело, которое может послужить универсальным противоядием, способным предотвратить паралич и смерть в результате укуса аспидовых змей — большого семейства ядовитых рептилий, населяющих Австралию, Азию, Африку и Америку. Это открытие приближает науку к созданию абсолютно универсального противоядия, действенного против токсинов всех ядовитых змей мира.
В Австралии, Азии и Африке обитает подавляющее большинство ядовитых змей, укус которых может вызвать потенциально смертельное отравление. По некоторым данным, каждый год укусы змей забирают жизни 138 000 человек, а ещё около 400 000 ежегодно сталкиваются с инвалидизирующими последствиями змеиного яда. Теперь же учёные из биомедицинской компании Scripps Research идентифицировали антитело, способное заблокировать летальный эффект наиболее опасного токсина, который входит в состав яда большого количества аспидов. Исследователи надеются, что их открытие поможет жителям развивающихся стран, на которых приходится подавляющее большинство тяжёлых повреждений тканей и смертей от змеиных укусов.
Даже современные противоядия производятся на основе донорских организмов — животных, чаще всего лошадей или овец. В их тело вводится небольшой объём яда, который вызывает иммунную реакцию с синтезом антител, вырабатывающихся в ответ на яд определённого вида. Впоследствии эти антитела собирают и тщательно очищают, получая фармацевтическое противоядие. Помимо этической проблемы, связанной с эксплуатацией донорских организмов и змей, такое решение не является универсальным. Во-первых, подобное противоядие работает против ограниченного числа ядов. А во-вторых, медики не могут предсказать, как организм человека отреагирует на чужие иммунные клетки, в связи с чем к отравлению ядом может добавиться экстремальная аллергическая реакция. Потому учёные уже много лет занимаются поиском альтернативы, которая позволила бы обойти все упомянутые ограничения традиционных противоядий.
В поисках «панацеи» учёные Scripps Research провели сравнительный анализ ядов более чем 300 видов аспидов, включая мамб, кобр, крайтов и коричневых змей. По итогам анализа их состава исследователи обнаружили, что трёхпетельный / трёхпальцевый белок (3FTx), содержащийся в яде всех аспидовых, содержит практически идентичные среди множества видов секции. К слову, именно семейство токсинов 3FTx отвечает за тяжёлые последствия воздействия змеиного яда: большинство из них являются нейротоксичными и провоцируют полный паралич тела жертв. Тогда учёные решили отыскать антитело, способное заблокировать эти протеины.
Исследователи вживили гены 16-ти разных вариаций белка 3FTx в клетки млекопитающих, чтобы получить возможность производить токсины в лабораторных условиях. Затем учёные обратились к библиотеке из более чем 50 миллиардов синтетических человеческих антител, чтобы выяснить, какие из них будут связываться с протеином из яда южнокитайского многополосого крайта, содержащего больше всего схожих характеристик с другими белками 3FTx. Это позволило им сузить круг поиска до 3800 антител, которые протестировали с оставшимися вариантами токсина. Из 3800 антител 30 справились с задачей, однако сильнее других с белком связалось антитело 95Mat5.
При введении данного антитела в организмы мышей, отравленных ядами южнокитайского многополосого крайта, моноклевой кобры, чёрной мамбы и королевской кобры, животные не только получили защиту от летального эффекта токсинов, но также не испытывали паралича. Изучая механизм действия 95Mat5, учёные обнаружили, что данное антитело очень близко имитирует структуру человеческого белка, с которым обычно связываются токсины из семейства 3FTx. Поскольку 95Mat5 является синтетическим моноклональным антителом, для его синтеза не нужны ни змеи с их ядом, ни донорские организмы. Его открытие — это первый, но чрезвычайно важный шаг навстречу созданию универсального противоядия, которое может содержать до 5 антител, нейтрализирующих различные типы токсинов в ядах разных семейств ядовитых змей.
Источник: Synthetic development of a broadly neutralizing antibody against snake venom long-chain α-neurotoxins / Irene S. Khalek et al.