Укусы змей — одна из самых смертоносных и при этом малозаметных тропических болезней в мире. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) включила укус змей в список забытых тропических болезней, вызывающих от 100 000 до 150 000 смертей по всему миру каждый год. Втрое больше людей выживают с серьёзными нарушениями, включая ампутации и необратимые повреждения тканей.
Пострадавшие от укусов змей зависят от противоядий, однако существующие их типы имеют серьёзные ограничения: они не охватывают все виды змей, имеющие медицинское значение, и не всегда могут нейтрализовать все токсины, содержащиеся в змеиных ядах. Это затрудняет предоставление правильного и оптимального лечения.
Международная группа исследователей под руководством профессора Андреаса Хоугард Лаустсена-Киля из DTU Bioengineering разработала противоядие широкого спектра действия против змеиных ядов, которое демонстрирует впечатляющий потенциал в лабораторных исследованиях. Противоядие охватывает в общей сложности 17 различных видов африканских змей (включая кобр, мамб и ринхалов), обеспечивает лучшую защиту от повреждения тканей, имеет более низкий риск иммунных реакций и, по словам исследователей, может производиться с меньшими затратами, чем существующие противоядия.
Результаты были опубликованы в журнале Nature и знаменуют собой кульминацию нескольких лет интенсивных исследований с чёткой целью: разработать противоядие, которое может реально помочь жертвам укусов змей.
«У нас есть как моральная, так и глобальная ответственность внести свой вклад в решение этой проблемы. Замечательно, что DTU поддерживает такие исследования и даёт нам возможность работать над некоторыми из проблем, стоящих перед миром, особенно в Африке, где проблема особенно остра», — говорит Хоугард Лаустсен-Киль.
В странах Африки к югу от Сахары ежегодно регистрируется более 300 000 случаев укусов змей. Более 7 000 человек погибают, а около 10 000 подвергаются ампутации. Фактические масштабы проблемы, вероятно, гораздо больше, поскольку многие случаи остаются незарегистрированными.
Существующие противоядия производятся путём иммунизации лошадей змеиным ядом и извлечения антител из их крови. В результате получается большая неопределённая смесь антител, лишь малая часть которых нацелена на нейтрализацию наиболее опасных токсинов. Этот метод даёт продукт с большими различиями в качестве и риском серьёзных побочных эффектов.
«Кровь лошадей слегка очищают, а затем вводят людям, которых укусила ядовитая змея. Противоядие работает, но может вызывать вредные побочные эффекты — это похоже на переливание крови от лошади. В то же время качество варьируется, потому что для каждого производства используются разные лошади», — объясняет Хоугард Лаустсен-Киль.
Вместо этого исследователи разработали противоядие, которое не требует постоянного извлечения антител из животных. Они использовали технологию фагового дисплея для разработки противоядия. Этот метод позволяет отбирать и копировать эффективные фрагменты антител (нанотела) и затем производить их в больших масштабах и с неизменным качеством.
Исследователи разработали эти нанотела так, чтобы они могли прочно и точно связываться со многими различными сходными токсинами, что позволяет противоядию нейтрализовать яд нескольких видов.
Во время тестирования на животных противоядие показало многообещающие результаты и охватило широкий спектр видов змей, повысив его потенциал для эффективного лечения в реальных условиях. В экспериментах, где противоядие смешивали непосредственно с ядом перед инъекцией, оно успешно нейтрализовало яд 17 из 18 протестированных видов змей, за исключением одной из зелёных мамб.
Новое противоядие также показывает многообещающие результаты в борьбе с локальными повреждениями тканей. Нанотела проникают в ткани быстрее и глубже, чем более крупные антитела в современных противоядиях. Даже при отсроченном лечении нанотела, по-видимому, эффективно уменьшают повреждение тканей, тогда как современные противоядия имеют лишь ограниченный эффект.
В то же время нанотела несут гораздо меньший риск серьёзных иммунных реакций по сравнению с современными противоядиями. Это означает, что лечение можно начинать раньше, не дожидаясь явных симптомов, в отличие от нынешней практики, когда врачи часто откладывают введение противоядия, чтобы избежать запуска опасных побочных эффектов.
Хотя противоядие демонстрирует многообещающие результаты, оно ещё не было протестировано на людях, и до выхода на рынок ещё далеко. Эффективность противоядия ограничена, когда его вводят после воздействия яда. Яд некоторых видов, таких как чёрная мамба и лесная кобра, был нейтрализован лишь частично. Это показывает, что как состав яда, так и время введения лечения имеют большое значение — и что противоядие ещё не обеспечивает полной защиты во всех случаях.
Исследователи всё ещё работают над доработкой и улучшением состава противоядия, чтобы окончательная версия могла обеспечить ещё лучшую защиту для жертв укусов змей и повысить шансы на спасение жизней.
«Мы уже модернизировали одно из включённых нанотел и находимся в процессе улучшения другого. Мы постоянно узнаём что-то новое, и может оказаться, что в будущем потребуются небольшие корректировки», — объясняет Хоугард Лаустсен-Киль.
Инвестиции в разработку и производство в Африке привлечь сложно — особенно потому, что наиболее пострадавшие страны часто бедны и имеют ограниченную покупательную способность. Тем не менее Хоугард Лаустсен-Киль отмечает, что у нового противоядия есть экономические преимущества: «Мы подсчитали, что противоядие можно производить менее чем за половину текущей цены. Отчасти это связано с тем, что для достижения того же эффекта требуется меньше активного вещества. В то же время нанотела обладают очень высокой физической стабильностью, что может снизить затраты на хранение».
Исследователи прилагают все усилия, чтобы обеспечить необходимое финансирование, чтобы ускорить разработку противоядия. При правильной поддержке исследователи считают, что клинические испытания могут начаться через один-два года, а готовый продукт потенциально может быть готов в течение трёх-четырёх лет — с потенциалом спасти тысячи жизней.
Хоугард Лаустсен-Киль ведёт диалог с несколькими компаниями, организациями и партнёрами, чтобы найти путь вперёд, но окончательных решений пока не принято. Однако противоядие представляется весьма перспективным кандидатом на революционное лечение.
«Конечно, я должен быть осторожен, чтобы не обещать слишком многого, но если не появятся другие противоядия, которые будут лучше, я вполне уверен, что наше противоядие — по сравнению с теми, что сейчас есть на рынке — имеет самый широкий охват видов змей», — говорит Хоугард Лаустсен-Киль.
«Мы готовы начать и надеемся, что кто-нибудь инвестирует в проект. Наше противоядие имеет потенциал коренным образом изменить подход к лечению укусов змей во всём мире».
Предоставлено: Технический университет Дании.