Громкое заявление о новом этапе в разработке практически универсального антидота от укусов всех опасных змей сделала международная команда ученых, в состав которой вошли представители США, Великобритании и Индии. Своим результатом они поделились в публикации на страницах Science Translational Medicine. Эксперты заявили, что нашли антитело, которое может блокировать действие смертельных токсинов в ядах самых разных змей, обитающих в Африке, Азии и Австралии, включая черную мамбу и королевскую кобру.
В чем суть открытия
Исследователи выделили и сравнили белки яда различных элапид — основной группы ядовитых змей, включающей мамб, кобр и крайтов. Они обнаружили, что тип белка, называемый трехпальцевыми токсинами (3FTx), присутствующий у всех элапидных змей, содержит небольшие участки, которые у разных видов выглядят одинаково. Белки 3FTx высокотоксичные и вызывают паралич всего тела.
Чтобы найти вещество, блокирующее 3FTx, ученые изучили более 50 млрд различных человеческих антител и проверили, какие из них связаны с белком 3FTx многополосного крайта (вид ядовитой змеи). Это сузило их поиск примерно до 3,8 тыс. антител. Затем они протестировали эти антитела, чтобы увидеть, какие из них также распознают другие варианты 3FTx. Среди 30 антител, выявленных в ходе этого скрининга, одно выделялось тем, что имело самое сильное взаимодействие со всеми вариантами токсина: антитело под названием 95Mat5.
РБК Life попросил российских экспертов ознакомиться с выводами коллег и высказать свое мнение о перспективах создания универсального противоядия. Вот что узнала редакция.
Мнение российских эспертов
По словам гепатолога и терапевта клиники «Хадасса» в Сколково (ГК «Медскан») Андрея Якушева, создание такого лекарства действительно возможно.
«В яде многих змей содержатся особые токсичные белки — трехпальцевые токсины (3FTx). Ученые нашли вещество-антитело, которое связывается с ядовитым белком, нейтрализуя его. Белки 3FTx бывают разные в зависимости от вида змеи, но повторяющиеся участки в них также наблюдаются. Благодаря этому удалось подобрать антитело, способное связываться почти с любым подвидом токсичного белка. Создание антител к известным веществам не новшество для фармакологии — лекарства с подобным механизмом активно используются в лечении заболеваний соединительной ткани, гастроэнтерологии, аллергологии и даже онкологии. В России существует несколько компаний, занимающихся подобными разработками», — пояснил Якушев.
Токсиколог, нарколог и психиатр Сергей Нурисламов отметил, что в контексте, когда антитела связываются с токсинами, надо иметь в виду сложность и высокую стоимость получения и анализа таких соединений.
«Анализ данных велся в основном в компьютерных условиях, что позволило уменьшить список антител до 3,8 тыс. для дальнейшего исследования. Исследователи обратили внимание на важность проведения лабораторных исследований для синтеза антител и проверки их эффективности против яда змеи. Учитывая трудоемкость работы с 50 млрд человеческих антител, у меня есть сомнения в реальности такого объема», — отметил токсиколог Нурисламов.
Доктор подчеркнул необходимость проведения дальнейших исследований в области токсикологии и биоинженерии в данном случае. Это необходимо для оптимизации процесса разработки противоядий и сведения к минимуму возможных побочных эффектов. Ими могут оказаться аллергические реакции на белковые препараты.
Еще один эксперт, к которому обратилась за комментарием редакция, кандидат химических наук, доцент кафедры неорганической химии Российского технологического университета МИРЭА Андрей Дорохов, заявил следующее:
Средство только найдено, клинические испытания еще не прошло, так что о создании лекарства и о его эффективности говорить рано. Теоретически оно действует против яда нескольких видов змей, но не всех.
Оптимистично высказался на счет перспективы универсального антидота директор объединенного центра генетических технологий Национального исследовательского Белгородского государственного университета (НИУ БелГУ), кандидат биологических наук Алексей Дейкин. Но по его словам, речь идет об универсальном противоядии именно для определенного географического региона:
«Если говорить про лекарство от всех ядов, важно помнить, что змей великое множество, есть два типа ядов и внутри несколько “удачных” токсинов, к каждому из которых нужно подбирать отдельное антитело. Обычно на одной территории не встречаются змеи с разным принципом действия яда, поэтому можно предположить универсальный антидот для страны или региона».
Укус змеи может привести как к смерти из-за паралича дыхания, так и к ампутации конечностей. Серьезной проблемой при производстве антитоксинов является правильный подбор иммуногенов (змеиных ядов — антигенов, на которые возникает иммунный ответ), отметили в ВОЗ. Современные сыворотки делают с использованием самого змеиного яда, который вводят животным (как правило лошадям). Организм животного вырабатывает антитела, которые нейтрализуют токсины. Затем антитела выделяют из крови и создают противоядие, но каждое из них обычно действует только против одного вида змей.
В ходе недавнего исследования, ученые протестировали действие 95Mat5 на мышах, которым вводили токсины многополосного крайта, индийской плюющей кобры, черной мамбы и королевской кобры. Во всех случаях мыши, которым одновременно вводили 95Mat5, избежали не только гибели, но паралича.
Про антитела и принцип их действия
Директор Объединенного центра генетических технологий Национального исследовательского Белгородского государственного университета, кандидат биологических наук Алексей Дейкин рассказал в беседе с РБК Life, что в организме человека вырабатываются белки-защитники — антитела. Они возникают в ответ на инфекцию или иммунизацию. Принцип работы иммунной системы через продукцию антител был предложен в конце XIX века будущим нобелевским лауреатом Паулем Эрлихом, другой Нобелевский лауреат Лайнус Полинг в 40-х годах уже XX века подтвердил теорию «замка и ключа», показав, что взаимодействие между антигеном и антителом зависит от их формы, а не от химического состава.
Нобелевский лауреат Судзуми Тонегава в 1976 году доказал, что огромное разнообразие антител запрограммировано в геноме каждой отдельной клетки иммунной системы за счет особых участков ДНК, которые способны перестраиваться в процессе развития, так, что каждая отдельная такая клетка несет практически уникальное антитело и передает его ген своим потомкам-клонам.
Апофеозом становления биотехнологии антител стало вручение Нобелевской премии Френсису Арнольду, Джорджу Смиту и Грегу Уинтеру в 2018 году за открытие двух инженерных применений антител — «фаговый дисплей» (технологию отбора единичных клонов антител, максимально специфичных к определенному антигену) и метода «ускоренной эволюции» (сочетания случайной изменчивости и неслучайного отбора молекул).
«Таким образом сложился научно-технологический пазл, который сегодня позволяет подобрать антитело любой молекуле белка, органического или неорганического соединения (ограничением является лишь размер “точки узнавания” — 2−3 нм3)».
Технология генно-инженерных антител открывает уникальные возможности для медицины. Уже сегодня можно подобрать антитела к инфекционным агентам, к патогенным белкам или токсинам, ядам, удаляя их таким образом из организма. Рекомбинантные антитела позволяют бороться с раком и аутоиммунными заболеваниями (болезнь Бехтерева). Антитела, способные узнавать одновременно 2 различных молекулы, позволяют повысить специфичность действия лекарств. В биотехнологии и биохимии антитела выступают в роли катализаторов «невозможных» реакций: уникальная пространственная структура антитела позволяет «подсказать путь» и ускорить протекание химической реакции, которая в обычных условиях не возможна.
«Без сомнения можно сказать, что мы видим зарождение нового технологического уклада, один из основных инструментов которого — антитела», — заключил директор объединенного центра генетических технологий НИУ БелГУ.
Про действия при укусах ядовитых змей
Ранее РБК Life выяснил у экспертов, что необходимо делать в первую очередь при укусе ядовитой змеи. Как рассказала редакции главный внештатный специалист-токсиколог департамента здравоохранения Москвы и ведущий научный сотрудник отделения острых отравлений и соматопсихиатрических расстройств НИИ им. Н. В. Склифосовского кандидат медицинских наук Анастасия Симонова, сразу после укуса надо:
- при транспортировке или во время ее ожидания промыть рану в месте укуса с мылом или обработать любым антисептиком, наложить стерильную повязку;
- снять с пораженной конечности все украшения (кольца, браслеты) и стесняющие предметы одежды во избежание сдавливания тканей по мере нарастания отека;
- обездвижить пораженную конечность с помощью наложения шины или других подручных средств;
- свести к минимуму физическую активность;
- принять антигистаминный препарат;
- во время транспортировки поврежденную конечность поместить в возвышенное положение;
- быстро вызвать скорую помощь или обратиться в ближайшее медицинское учреждение — раннее начало лечения в стационаре улучшает прогноз для пациента.
Важно: при всем этом нельзя накладывать жгут на укушенную часть тела, пытаться отсасывать яд или иссекать ткани в месте укуса — это лишь усилит повреждение.
