Человеческий «супериммунитет» - человек, укушенный змеями более 100 раз, помог создать революционный антивеном
Ученые разработали потенциально универсальный антивеном, используя антитела, полученные от донора с повышенным иммунитетом человека, обеспечивающий широкую защиту от смертельно опасных видов змей.
Ученые сделали большой шаг вперед в лечении змеиных укусов, разработав самый эффективный антивеном из когда-либо созданных. Он защищает от некоторых из самых смертоносных змей в мире, включая черную мамбу, королевскую кобру и тигровую змею - по крайней мере, в многообещающих ранних испытаниях на мышах.
В исследовании, опубликованном в журнале Cell, представлен антивеном нового поколения, созданный с использованием антител, полученных от замечательного человеческого донора. Новая формула сочетает эти мощные антитела с небольшой молекулой-ингибитором, открывая путь к универсальному средству от укусов ядовитых змей.
Уже более века процесс изготовления антивенома остается практически неизменным. Обычно он включает в себя инъекцию лошадям или овцам яда одного вида змей, а затем сбор антител, которые вырабатывают животные. Хотя этот метод может работать, он часто вызывает иммунные реакции у людей и защищает только от конкретных змей из определенных регионов.
В поисках лучшего решения ученые наткнулись на человека, обладающего гипериммунитетом к воздействию змеиных нейротоксинов.
«Донор в течение почти 18 лет перенес сотни укусов и самоиммунизаций с нарастающими дозами от 16 видов очень смертоносных змей, которые обычно убивают лошадь», - говорит первый автор исследования Джейкоб Глэнвилл, генеральный директор компании Centivax, Inc.
После того как донор Тим Фриде согласился принять участие в исследовании, ученые обнаружили, что, подвергая себя воздействию яда различных змей в течение нескольких лет, он выработал антитела, эффективные сразу против нескольких змеиных нейротоксинов.
Создание антивенома широкого спектра действия
«Что было интересно в этом доноре, так это его уникальная иммунная история, которая бывает раз в жизни», - говорит Глэнвилл. «Мало того, что он потенциально мог создать эти нейтрализующие антитела широкого спектра действия, в данном случае это могло привести к появлению антивенома широкого спектра действия или универсального антивенома».
Чтобы создать антивеном, команда сначала создала тестовую панель с 19 самыми смертоносными змеями категории 1 и 2 по классификации Всемирной организации здравоохранения из семейства элапидов - группы, в которую входит примерно половина всех ядовитых видов, включая коралловых змей, мамб, кобр, тайпанов и крайт. Затем исследователи выделили из крови донора целевые антитела, которые реагировали с нейротоксинами, обнаруженными у исследуемых видов змей. По очереди антитела тестировались на мышах, получивших яд от каждого вида, включенного в панель. Таким образом, ученые смогли систематически создавать коктейль, состоящий из минимального, но достаточного количества компонентов, чтобы сделать все яды неэффективными.
Команда создала смесь, состоящую из трех основных компонентов: двух антител, выделенных из донора, и небольшой молекулы. Первое донорское антитело, названное LNX-D09, защищало мышей от смертельной дозы цельного яда шести видов змей, представленных в панели. Чтобы усилить антисыворотку, команда добавила небольшую молекулу вареспладиба, известного ингибитора токсинов, которая обеспечила защиту еще от трех видов. Наконец, они добавили второе антитело, выделенное из донора, под названием SNX-B03, которое обеспечило защиту от всей панели.
«К тому времени, когда мы дошли до трех компонентов, мы получили беспрецедентную широту охвата: полную защиту от 13 из 19 видов и частичную защиту от остальных, которые мы рассматривали», - говорит Глэнвилл. Мы смотрели на наш список и думали: «Что это за четвертый агент? И если мы сможем нейтрализовать его, получим ли мы дальнейшую защиту?» Даже без четвертого агента результаты исследования позволяют предположить, что трехкомпонентный коктейль может быть эффективен против многих других, если не большинства, элапидных змей, которые не были протестированы в этом исследовании.
Следующие шаги: Из лаборатории в поле
Коктейль антивеномов доказал свою эффективность на мышиных моделях, и теперь команда собирается проверить его эффективность в полевых условиях, начав с введения антивенома собакам, доставленным в ветеринарные клиники в связи с укусами змей в Австралии. В дальнейшем они хотят разработать антивеном, предназначенный для другого крупного семейства змей - гадюк.
«Сейчас мы уже поворачиваем ручку, подготавливаем реагенты, чтобы пройти через этот итеративный процесс и определить, какой минимальный коктейль должен быть достаточным для обеспечения широкой защиты от яда гадюк», - говорит ведущий автор Питер Квонг, профессор медицинских наук Ричард Дж. Сток в Колледже врачей и хирургов Вагелоса Колумбийского университета, ранее работавший в Национальном институте здоровья. «В конечном итоге мы планируем создать единый противоядный коктейль, а в перспективе - два: один для элапидов, другой - для гадюк, поскольку в некоторых регионах мира есть только один или другой вид».
Другая важная цель - обратиться к благотворительным фондам, правительствам и фармацевтическим компаниям с просьбой поддержать производство и клиническую разработку антивенома широкого спектра действия. «Это очень важно, потому что, несмотря на миллионы случаев заражения змеями в год, большинство из них происходит в развивающихся странах и в первую очередь затрагивает сельские общины», - говорит Глэнвилл.
