Большинство современных противоядий от укусов змей далеки от совершенства. Обычно их изготавливают из плазмы крови животных, но они остаются дорогими, нестабильными и сложными в производстве для разных видов змей. Однако новый подход, подробно описанный сегодня в журнале Nature, может наконец-то предложить значительный шаг вперёд для спасения бесчисленного количества жизней, особенно в наиболее сельских и бедных районах мира. Согласно последним данным одной международной исследовательской группы, у лам и альпак есть компонент, который может улучшить противоядие.
Чрезвычайная ситуация с аспидовыми змеями
Змеи из семейства аспидовых составляют около 10% из примерно 4000 известных в мире видов. Из них около 360 относятся к семейству Elapidae. Но, несмотря на их сравнительно небольшое количество, аспидовые, такие как мамбы, кобры и ринхалы, относятся к числу самых смертоносных змей в мире.
Каждый год в странах Африки к югу от Сахары регистрируется более 300 000 укусов ядовитых змей, что часто приводит к более чем 7000 смертей и до 14 000 ампутаций конечностей.
«[Аспидовые] относятся к числу самых смертоносных, потому что их яды содержат сильнодействующие нейротоксины, которые быстро вызывают паралич и дыхательную недостаточность», — рассказывает Анне Люнгарс, инженер-биолог из Датского технического университета (DTU) и соавтор исследования, в интервью Popular Science. «Небольшие, высокодиффузные токсины быстро распространяются по телу, а отсутствие своевременного лечения и доступа к эффективным противоядиям ещё больше способствует высокому уровню смертности и инвалидности, связанных с этими укусами».
Более того, аспидовые способны вырабатывать особенно большое количество яда, и они часто бывают крупными. Например, взрослая чёрная мамба (Dendroaspis polylepis), одна из самых смертоносных аспидовых на планете, обычно вырастает более 3 метров в длину.
Привлечение помощи альпак и лам
Но как бы опасны ни были аспидовые для человека, другие млекопитающие обладают собственной защитой. Альпаки и ламы естественным образом производят особый вариант антител, известный как антитела, состоящие только из тяжёлых цепей. Люнгарс и её коллеги задались вопросом, можно ли использовать их для специальной разработки белков, называемых нанотелами (VHHs), которые могут стать новым путём лечения противоядиями.
Для этого они сначала иммунизировали верблюдовых ядами, собранными у 18 африканских видов змей. Затем они извлекли образцы для создания библиотек фагового дисплея — процесса изучения взаимодействий белков путём исследования того, какие белки «проявляются» на поверхности бактериофагов. Бактериофаг — это вирус, который размножается внутри клеток бактерий. Затем исследователи могли просмотреть библиотеки, чтобы идентифицировать нейтрализующие нанотела.
«Нанотела обладают некоторыми ключевыми характеристиками, которые полезны для разработки противоядий, включая высокое сродство связывания, аналогичное нормальным антителам, и небольшой размер, что делает их пригодными для быстрого проникновения в глубокие ткани и уменьшения повреждения тканей», — говорит Люнгарс.
Они также сравнительно дёшевы и высокостабильны, что позволяет хранить их в неблагоприятных условиях, например, при высоких температурах. Люнгар объясняет, что нанотела также обладают низкой иммуногенностью, что делает их более безопасными и позволяет вводить их даже до появления симптомов укуса змеи.
«Сегодняшние методы лечения обычно применяются после появления симптомов, поскольку они связаны с риском возникновения побочных реакций», — добавляет она.
Финансирование многообещающего прорыва
В лабораторных испытаниях на грызунах новое нанотело-противоядие предотвратило гибель мышей, подвергшихся воздействию ядов 17 из 18 видов змей. Оно даже уменьшило повреждение тканей, обычно вызываемое некоторыми из самых токсичных ядов. Лечение также превзошло существующее коммерческое противоядие Inoserp PAN-AFRICA в предотвращении некроза и смерти у мышей при укусах всех видов змей. Однако в сопроводительном объявлении к исследованию также сообщается, что нанотела в настоящее время «лишь частично защищают» от зелёных и чёрных мамб.
Несмотря на это, Люнгар и её коллеги надеются продолжить клинические испытания своего многообещающего альтернативного противоядия. Их выводы предполагают, что более широкая защита от укусов аспидовых змей с использованием меньшего количества ингредиентов уже не за горами, что противоречит популярной теории о том, что для лучших противоядий требуются большие (и дорогостоящие) количества антител. Однако, как сообщается, самым большим препятствием в настоящее время является не сложность нейротоксинов змей. Главное — убедить нужных людей инвестировать в это начинание.
«Это очень дорого — делать и то и другое», — объясняет соавтор исследования и специалист по антителам DTU Андреас Хоугард Лаустсен-Киэль. «Сложно привлечь деньги для создания лекарства, бизнес-модель которого может быть не очень привлекательной, поскольку большинство жертв укусов змей живут в сельских бедных районах стран с ограниченным доступом к здравоохранению».
Статья «Секретный ингредиент противоядия от укусов змей? Ламы» впервые появилась на сайте Popular Science.