Ученые обнаружили мощное противоядие, скрытое в крови гремучих змей

Исследователи из Университета Мэриленда обнаружили многообещающий новый способ борьбы со смертельными укусами змей, позаимствовав естественные защитные механизмы самих змей. Их подход использует токсин-блокирующие белки, которые техасские гремучники выработали для защиты от собственного яда.

Комбинируя определенные белки, найденные в крови гремучей змеи, ученые добились необычно сильной защиты от яда нескольких опасных видов змей. Исследование под руководством выдающегося профессора биологии Шона Кэрролла опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Эти результаты могут помочь в разработке более мощных противоядий от смертельных укусов змей, которые остаются серьезной угрозой здоровью в некоторых регионах мира.

«Это одна из тех замечательных историй, когда природа уже решила проблему, с которой мы боролись десятилетиями», — сказал Кэрролл.

Укусы змей считаются одной из самых забытых тропических болезней в мире. По данным Всемирной организации здравоохранения, ядовитые змеи ежегодно убивают, по оценкам, от 80 000 до 140 000 человек, а сотни тысяч выживших остаются с постоянными увечьями. Существующие противоядия спасают жизни, но у них есть серьезные недостатки: они дороги в производстве, их качество и эффективность могут различаться, и они могут не работать одинаково хорошо против множества различных токсинов. Они также могут вызывать серьезные иммунные реакции.

«Мы знаем из anecdotal данных уже 100 лет, что гадюки, как правило, устойчивы к собственному яду, — отметил Кэрролл. — Но долгое время никто не знал, что именно циркулирует в их крови и защищает их».

В 2022 году лаборатория Кэрролла нашла часть ответа: белок под названием FETUA-3, который может блокировать активность многих токсинов металлопротеиназ, содержащихся в яде техасского гремучника, а также связывать и ингибировать токсины из ядов нескольких других видов гремучих змей.

В новом исследовании команда обнаружила, что отдельные белки могут противодействовать определенным эффектам яда. Однако ни один из белков FETUA по отдельности не смог полностью предотвратить смерть от ядовитого укуса. Результаты изменились, когда исследователи объединили несколько белков FETUA: эти смеси были гораздо эффективнее в блокировании вредного воздействия яда, чем отдельные белки.

В лабораторных экспериментах оптимизированные комбинации белков были примерно в 10 раз мощнее современного противоядия, полученного из овечьей сыворотки. Смеси полностью нейтрализовали смертельное действие яда гремучей змеи, а также обеспечивали широкую защиту от яда нескольких видов гадюк, включая виды, разделенные миллионами лет эволюции.

«Тот факт, что части этих ингибиторов были идеально сохранены на протяжении 50 миллионов лет эволюции змей, говорит о том, насколько реален этот риск для этих животных», — сказал Кэрролл.

Исследователи теперь используют ту же стратегию для воздействия на другие семейства токсинов. «Мы очень близки к получению эффективных решений для трех основных семейств токсинов у гадюк, — заявил Кэрролл. — То, что мы узнали здесь, вместе с исследованиями, которые мы проводим сейчас, дает нам уверенность в том, что природные рекомбинантные противоядия вполне достижимы».

Кэрролл ожидает, что первые коммерческие применения «природного противоядия» могут появиться в ветеринарии, а методы лечения укусов змей у людей, возможно, последуют позже. Он envisions будущие противоядия, которые будут защищать от более широкого спектра ядов, а также будут более безопасными, менее дорогими и более простыми в производстве в больших масштабах.

«Мы могли бы производить это в промышленных масштабах и помочь решить огромную глобальную проблему здравоохранения, — сказал Кэрролл. — Многие из наших важнейших лекарств пришли из природы. Я восхищен тем, что компоненты для противоядия, лучшего, чем коммерческое, все это время находились в этих змеях».