Исследователи создали мощное синтетическое антитело, которое противодействует смертельному яду, вырабатываемому змеями семейства аспидов, в которое входят черная мамба, королевская кобра и другие ядовитые виды. Результаты, опубликованные в журнале Science Translational Medicine, вселяют надежду на создание универсального противоядия, способного нейтрализовать токсины сотен ядовитых змей по всему миру.
Укусы ядовитых змей уносят жизни примерно от 81 000 до 138 000 человек ежегодно и оставляют более 400 000 человек инвалидами. Змеиный яд, представляющий собой сложную смесь белков, действует как химическое оружие, поражая нервную систему, ткани или кровоток. Чтобы разработать большинство противоядий, ученые вводят змеиный яд лошадям или другим животным и собирают антитела, которые в результате вырабатывает их иммунная система. Однако яды различаются у разных видов змей, и противоядие должно быть точно подобрано, хотя не всегда известно, какая именно змея укусила человека. И даже при правильном применении животные белки в препаратах могут вызвать смертельный анафилактический шок.
«Эти животные в течение своей жизни подвергаются воздействию различных бактерий и вирусов, — говорит Картик Сунагар, руководитель лаборатории эволюционной веномики Индийского института науки и ведущий автор статьи. — В результате противоядия также включают антитела против микроорганизмов, которые терапевтически избыточны. Исследования показали, что менее 10 процентов флакона с противоядием на самом деле содержат антитела, нацеленные на токсины змеиного яда».
Команда Сунагара стремилась обойти эти риски, нацеливаясь на основной компонент основного токсина яда аспидовых змей: длинноцепочечные трехпальцевые альфа-нейротоксины. Молекулы этих веществ действительно выглядят как маленькая рука с тремя пальцами, и они вызывают паралич, отключая белок, критически важный для движения. Используя метод скрининга, ранее применявшийся при поиске антител для борьбы с ВИЧ и Covid-19, исследователи изучили по меньшей мере 60 миллиардов искусственных человеческих антител, чтобы определить, какие из них лучше всего связываются с трехпальцевым альфа-нейротоксином. Такие антитела смогут наиболее эффективно нейтрализовать его токсичность. Исследователи выделили около дюжины лучших кандидатов, но в тестах на человеческих клетках определился единственный лидер.
Затем ученые протестировали это антитело на мышах. Группам из пяти мышей вводили опасную для жизни дозу токсина из яда крайта, смешанного с антителом. Мыши из контрольной группы умерли в течение четырех часов, но все мыши, получившие антитела, выжили. Даже когда антитело вводилось через 20 минут после яда, мыши выживали. То же самое произошло с ядами моноклевой кобры и черной мамбы. Однако антитело не спасло мышей от яда королевской кобры.
«Здесь мы уничтожаем основной подкласс нейротоксинов, — говорит один из авторов исследования Николас Кейсвелл, токсинолог Ливерпульской школы тропической медицины. — Я думаю, что это действительно огромный шаг с точки зрения того, чего можно достичь с помощью одного антитела».
Поскольку антитело производится в лаборатории из клеточных линий, полученных от человека, оно позволяет избежать вредных побочных эффектов, связанных с антителами животных. Далее исследователи надеются распространить свою стратегию производства антител на другие токсины. Они надеются, что эти антитела в конечном итоге можно объединить, чтобы создать смесь, которая блокирует токсины всех существующих в мире видов ядовитых змей. Тогда вместо сотен различных противоядий достаточно будет иметь одно универсальное.
