Ученые разработали потенциально универсальное противоядие с использованием антител от гипериммунного донора, обеспечивающее защиту от множества смертельно опасных видов змей.
В лечении змеиных укусов сделан значительный прорыв: ученые создали самое универсальное противоядие на сегодняшний день. Оно эффективно против некоторых из самых опасных змей мира, включая черную мамбу, королевскую кобру и тигровую змею, — по крайней мере, в многообещающих ранних испытаниях на мышах.
Исследование, опубликованное в журнале Cell, представляет новое поколение противоядия, созданное на основе антител от уникального донора. Эта формула сочетает мощные антитела с ингибитором малых молекул, открывая путь к созданию универсального лечения от укусов ядовитых змей.
На протяжении более ста лет процесс производства противоядия практически не менялся. Обычно он включает введение яда одного вида змеи лошадям или овцам, а затем сбор антител, которые вырабатывают животные. Хотя этот метод работает, он часто вызывает иммунные реакции у людей и защищает только от определенных змей из конкретных регионов.
В поисках лучшего решения ученые обнаружили человека с гипериммунитетом к нейротоксинам змей.
«Донор на протяжении почти 18 лет подвергался сотням укусов и самостоятельно вводил себе возрастающие дозы яда от 16 видов крайне смертоносных змей, которые обычно могут убить лошадь», — говорит первый автор исследования Джейкоб Гланвиль, генеральный директор Centivax, Inc.
Донор, Тим Фриде, согласился участвовать в исследовании. Ученые выяснили, что, подвергая себя воздействию яда различных змей на протяжении многих лет, он выработал антитела, эффективные против нескольких змеиных нейротоксинов одновременно.
Создание универсального противоядия
«Уникальность донора заключалась в его неповторимой иммунной истории, которая случается раз в жизни», — говорит Гланвиль. «Он не только потенциально создал широко нейтрализующие антитела, но и заложил основу для универсального противоядия».
Для создания противоядия команда сначала составила тестовую панель из 19 самых смертоносных змей категорий 1 и 2 по классификации ВОЗ из семейства аспидов, включающего примерно половину всех ядовитых видов, таких как коралловые змеи, мамбы, кобры, тайпаны и крайты. Затем исследователи выделили из крови донора целевые антитела, реагирующие на нейротоксины этих змей. Антитела тестировались на мышах, укушенных каждым видом из панели. Таким образом, ученые систематически создали коктейль из минимального, но достаточного числа компонентов, чтобы нейтрализовать все яды.
Команда разработала смесь из трех основных компонентов: двух антител, выделенных от донора, и малой молекулы. Первое антитело донора, названное LNX-D09, защитило мышей от смертельной дозы яда шести видов змей из тестовой панели. Для усиления сыворотки команда добавила малую молекулу вареспладиб, известный ингибитор токсинов, что обеспечило защиту еще от трех видов. Наконец, они добавили второе антитело от донора, SNX-B03, которое расширило защиту на всю панель.
«Когда мы дошли до трех компонентов, мы получили невероятно широкий спектр полной защиты для 13 из 19 видов и частичную защиту для остальных», — говорит Гланвиль. «Мы посмотрели на наш список и задумались: что за четвертый агент? Если мы сможем его нейтрализовать, получим ли еще большую защиту?» Даже без четвертого компонента результаты показывают, что коктейль из трех частей может быть эффективен против многих других, если не большинства, аспидовых змей, не протестированных в этом исследовании.
Следующие шаги: из лаборатории в поле
После успешных испытаний коктейля противоядия на мышах команда планирует проверить его эффективность в полевых условиях, начав с применения на собаках, пострадавших от укусов змей в ветеринарных клиниках Австралии. Кроме того, они хотят разработать противоядие, направленное на другую большую семью змей — гадюк.
«Мы сейчас запускаем процесс, подготавливая реагенты для итеративного определения минимального достаточного коктейля, обеспечивающего широкую защиту от ядов гадюковых змей», — говорит ведущий автор исследования Питер Квонг, профессор медицинских наук Ричард Дж. Сток в Колумбийском университете Вагелоса и бывший сотрудник Национальных институтов здравоохранения. «Окончательный продукт, как мы предполагаем, будет представлять собой единый пан-противоядие, либо мы создадим два: одно для аспидовых змей, другое для гадюк, учитывая, что в некоторых регионах мира обитает только одна из этих групп».
Другая важная цель — привлечь филантропические фонды, правительства и фармацевтические компании для поддержки производства и клинической разработки широкоспектрального противоядия. «Это критически важно, потому что, хотя ежегодно регистрируются миллионы случаев укусов змей, большинство из них происходит в развивающихся странах и особенно сильно затрагивает сельские сообщества», — отмечает Гланвиль.