Найдено универсальное противоядие от смертельных змеиных ядов

Отравление из-за змеиных укусов признано серьезной глобальной проблемой общественного здравоохранения. По различным оценкам (впрочем, большинство из них несколько завышены), от укусов змей ежегодно умирают до 138 тысяч человек, еще более 400 тысяч остаются инвалидами. В основном страдает население Африки и Азии, причем не только из-за большого числа случаев укуса змей, но и из-за ограниченного доступа к адекватной медицинской помощи.

Для решения этой проблемы крайне необходимы улучшенные методы лечения. Сегодня для борьбы с отравлениями смертельными ядами змей необходимо точно идентифицировать вид укусившей человека змеи для подбора подходящего противоядия. Однако и в этом случае не исключены осложнения в виде сывороточной болезни и анафилаксии — аллергической реакции организма на присутствие в крови чужеродного белка-противоядия, который зачастую имеет животное происхождение.

Поэтому международная группа исследователей из США, Великобритании и Индии решила создать универсальное противоядие от смертельного яда змей семейства Elapidae (аспиды). В это обширное семейство входит 384 вида ядовитых змей, включая самых опасных: королевскую кобру, черную мамбу и индийского крайта. О своей разработке ученые сообщили в статье, опубликованной в журнале Science Translational Medicine.

Вначале исследователи выделили и сравнили белки яда различных аспидов. Они обнаружили, что тип белка, называемый трехпальцевым токсином (3FTx), присутствует у всех аспидовых змей и содержит небольшие участки, похожие у разных видов. Кроме того, белки 3FTx считаются высокотоксичными и вызывают паралич всего тела, что делает их идеальной терапевтической мишенью.

Кристаллическая структура взаимодействия антитела 95Mat5 с токсином 3FTx-L15 и сходство при взаимодействии α-бунгаротоксина с белком мышечного рецептора nAChRα1 / © Irene Khalek et al, Science Translational Medicine (2024).

Чтобы найти антитело, блокирующее 3FTx и наименее вероятно вызывающее аллергическую реакцию, биологи изучили библиотеку, содержащую более 50 миллиардов различных человеческих антител. Они проверили, какие лучше всего связываются с различными вариантами белка 3FTx. Таким образом удалось сузить область поиска до 30 антител, из которых лишь одно выделялось наиболее сильным взаимодействием с токсином яда — антитело 95Mat5.

Затем ученые протестировали действие полностью синтетического 95Mat5 на мышах, которым вводили токсины южнокитайского многополосного крайта, моноклевой кобры, черной мамбы и королевской кобры. Во всех случаях грызуны, которым одновременно вводили 95Mat5, были защищены не только от гибели, но еще от паралича и каких-либо других осложнений. Когда исследователи изучили, почему 95Mat5 настолько эффективен в блокировании различных вариантов 3FTx, они обнаружили, что антитело имитирует структуру человеческого белка, с которым обычно связывается 3FTx, вызывая мышечный паралич.

Хотя 95Mat5 эффективен против яда всех аспидов, он не блокирует яд гадюк — второго обширного семейства ядовитых змей. В дальнейшем авторы работы планируют найти широко нейтрализующие антитела против другого токсина аспидов, а также двух токсинов, содержащихся в яде гадюк. По словам исследователей, объединение 95Mat5 с тремя другими антителами потенциально может работать как универсальное противоядие от любой змеи в мире.