Неизвестная молекула — учёные нашли способ нейтрализовать любой яд

Ученые нашли молекулу, способную защитить от смертельного токсина. Это может стать основой для разработки нового и эффективного противоядия.

Самое совершенное оружие

Крупнейшие среди всех ядовитых животных на планете — змеи. Примерно четыреста из трёх с половиной тысяч видов опасны для людей. На территории России можно встретить шесть из них.

Ежегодно змеи кусают около двух миллионов человек на всех континентах, кроме Антарктиды. Сто тысяч из них умирают, в основном в бедных регионах Африки, Азии и Латинской Америки. Это число растёт, а новые эффективные противоядия создать пока не удалось. Поэтому в 2017 году Всемирная организация здравоохранения внесла укусы ядовитых змей в список забытых тропических болезней.

Яд змей синтезируется внутри организма и через протоки в зубах впрыскивается в тело жертвы. Среди наиболее опасных змей стоит выделить древесных мамб, обитающих в Африке к югу от Сахары. Их яд содержит полипептиды, которые влияют на разные процессы в организме жертвы. Учёные продолжают изучать состав яда: недавно в секрете чёрных мамб были обнаружены анестетики — мамбалгины, а также вещества, разрушающие кровь — мамбины.

• cyberleninka.ru

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.

Существуют сыворотки, которые борются с одним или несколькими схожими токсинами. В Индии, например, производят универсальную сыворотку против яда четырёх наиболее опасных видов змей: очковой змеи, индийского крайта, цепочной гадюки и песчаной эфы.

К сожалению, не для всех случаев подходят противоядия. Иногда они могут вызвать аллергию или даже анафилактический шок, и тогда необходимы очень большие дозы. На данный момент производство противоядий сокращается из-за низкой рентабельности, а трудности с доставкой связаны с необходимостью соблюдения температурного режима. Иными словами, создание универсального и эффективного противоядия остаётся важной задачей.

Найти и синтезировать

Создание универсальной сыворотки до сих пор не реализовано из-за специфичности состава змеиного яда. Он представляет собой сложную комбинацию белков и пептидов различных типов, обладающих разнообразными структурами, функциями и биологическими мишенями. Одни элементы яда нацелены на разрушение нервной системы, в то время как другие оказывают локальное воздействие, провоцируя кровотечения или, наоборот, тромбозы. Также существуют компоненты, способствующие лучшему перевариванию добычи в желудке хищника.

Состав секрета у каждого вида змей отличается, и в его основе — ферменты, принадлежащие множеству химических семейств. Невозможно нейтрализовать все змеиные токсины. Как показали исследования на животных, можно существенно снизить риск смерти, противодействуя нескольким самым опасным веществам.

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.

Ключевые фрагменты полипептидов, входящих в состав альфа-нейротоксинов, высококонсервативны, то есть практически не отличаются у разных видов. Это свойство можно использовать для создания универсального нейтрализующего антитела. Такой принцип применяется при создании противовирусных препаратов, в том числе против ВИЧ, который быстро мутирует. Однако некоторые участки вирусного генома остаются неизменными, и именно на них ориентируются при разработке вакцин, способных защитить даже от новых вариантов вируса.

Иными словами, такой подход не требует иммунизации животных. Вместо этого синтезируют необходимую 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.