В нескольких словах
Ученые разработали экспериментальную сыворотку на основе антител человека, подвергавшего себя укусам ядовитых змей, которая может стать универсальным противоядием от укусов различных видов змей. Исследование показало обнадеживающие результаты на мышах, и планируется проведение дальнейших испытаний на собаках и, в конечном итоге, на людях.
Ежегодно в мире от 81 000 до 138 000 человек умирают от осложнений, связанных с отравлением в результате укусов змей.
Это тихие смерти, часто вдали от больниц, в сельских районах Америки, Азии и Африки. Самое тревожное, что противоядие, используемое в настоящее время, не так уж сильно отличается от того, что создал французский врач Альбер Кальметт в 1895 году: сыворотка, полученная от иммунизированных животных.
Более века спустя группа американских ученых сделала многообещающий шаг, разработав и протестировав на мышах противоядие с обнадеживающими результатами. Антитоксин обладает потенциалом защиты от укусов таких смертоносных видов, как черная мамба, королевская кобра и гремучая змея, согласно новому исследованию, опубликованному в пятницу в журнале Cell. Но самое удивительное в этом открытии – его происхождение. Новая формула была создана на основе антител Тима Фрида, бывшего механика грузовиков из Висконсина (США), который 18 лет из своих 56 лет жизни добровольно посвятил иммунизации против змеиного яда. И он делал это, получая укус за укусом. Более 200 укусов в общей сложности, плюс 700 прогрессивно увеличивающихся доз яда, которые он вводил себе самостоятельно.
История Фрида одновременно безрассудна и восхитительна. Он не ученый, но его тело превратилось в живую лабораторию. И из его собственных антител — тех щитов, которые он буквально сам создал своей иммунной системой, — теперь рождается надежда на новое поколение противоядий. Экспериментальная сыворотка сочетает в себе два из этих антител с ингибитором малых молекул, что может проложить путь к универсальному противоядию. Открытие возглавил Джейкоб Гланвилл, исполнительный директор калифорнийской исследовательской компании вакцин Centivax.
Джейкоб Гланвилл
«Я связался с Тимом Фридом и спросил его, можем ли мы получить немного его крови, чтобы начать поиск в его иммунологической памяти», — говорит Гланвилл, ведущий автор исследования. Ключом к его успеху стал опыт Питера Квонга, профессора медицинских наук Колумбийского университета и члена Национального института здоровья США. Оба ученых познакомились в Фонде Гейтса, поскольку получили гранты на большую задачу по созданию универсальной вакцины против гриппа. «Первоначальные данные, которые были у Джейка [Гланвилла] об ингибиторе, не были очень обнадеживающими», — признает Квонг.
Гланвилл обнаружил в крови Фрида антитело LNX-D09, которое первоначально защищало мышей от дозы яда шести из 19 самых смертоносных видов семейства элапидов, чьи нейротоксичные яды воздействуют в основном на нервную систему, вызывая паралич и другие осложнения. «Но когда мы добавили третий компонент, они значительно улучшились, и это то, что описано в текущей статье», — говорит Квонг. Команда добавила небольшую молекулу varespladib, известный ингибитор токсинов. Они также включили второе антитело, выделенное от донора, под названием SNX-B03, которое расширило беспрецедентную общую защиту против 13 видов и частичную защиту для остальных. Хотя в мире существует более 650 видов змей, их яды основаны на ограниченном количестве токсинов. «Мы смогли идентифицировать метод добавления соединений, которые могут нейтрализовать различные типы токсинов одновременно. Это позволяет нам разрабатывать эффективный терапевтический коктейль», — утверждает Гланвилл.
Одержимость Тома Фрида несколько раз доводила его до грани смерти. Поэтому ученые подчеркивают, что никто не должен повторять это поведение. Этические рамки исследования были основаны на исследованиях ВИЧ, где иногда изучают людей с высоким риском, но не подвергают их еще большему риску. «Мы никогда не давали ему противоядие, мы только брали кровь», — отмечает Гланвилл.
К универсальному противоядию
Когда человек получает дозу традиционной сыворотки, он может испытывать множество опасных побочных эффектов, а ее эффективность может варьироваться в зависимости от региона. Джейкоб Гланвилл вырос в Гватемале, в деревне майя в Зутувиле. В таких общинах фермеры проводят день, работая на посевах, другие идут рубить дрова, а многие дома расположены очень близко к лесу или джунглям. В этом контексте змеи нередко заползают во дворы домов.
Ребенок, получивший традиционное лечение, например, Гланвилл, может избежать анафилаксии, но все равно заболеть сывороточной болезнью, серьезной иммунной реакцией. В этом и заключается разница нового коктейля антител. «Он разработан для внутримышечного введения, что облегчит его использование в сельской местности. Кроме того, не требуется точная идентификация вида змеи, и его можно применять немедленно», — отмечает он. Мария Елена Барраган, исполнительный директор Herpetological Foundation Gustavo Orcés (Эквадор), считает, что исследование необходимо и обоснованно, поскольку «оно показывает путь», хотя пройдет еще много времени, прежде чем что-то подобное можно будет адаптировать к странам Латинской Америки. «Внедрение молекулярного анализа, который воспроизводится в лабораториях, специализирующихся на нанотехнологиях и наномолекулах, возглавляют развитые страны, такие как США, Австралия или Англия», — говорит она. «Цель состоит именно в том, чтобы продвигаться вперед в областях, где такие страны, как наша, обязаны иметь центры управления и сохранения видов», — утверждает он. На территории Эквадора выявлено 18 видов гадюк рода Bothrops (обычно известных как equis) и еще 18 рода Micrurus (коралловые), которые связаны с группой элапидов, проанализированных в исследовании. По словам герпетолога, потребуется не менее десяти лет исследований и испытаний, чтобы эффективно распространить эту информацию среди общества и властей. «Ясно, что это может быть отправной точкой», — заключает он.
Эксперты признают, что эксперимент имеет ограничения. Мышам вводили дозу яда, в четыре раза превышающую смертельную, что гарантирует смерть, если противоядие не сработает. Однако при реальном укусе доза варьируется и может даже превышать это количество. «Мы планируем повторить некоторые эксперименты с большим количеством яда, чтобы обнаружить другие важные токсины», — говорит эксперт. Кроме того, они хотят разработать противоядие, направленное на другое основное семейство змей: гадюк.
Следующий шаг: испытания на собаках
После тестирования своего коктейля противоядия на лабораторных мышах команда теперь стремится проверить его эффективность в полевых условиях, начиная с введения противоядия собакам, доставленным в ветеринарные клиники в Австралии с укусами змей, где ядовитых змей предостаточно. Там людей и собак кусают одни и те же виды. Собаки являются идеальными кандидатами для контролируемых испытаний в ветеринарных клиниках.
Преимущество этих змей в том, что их яд вызывает прогрессирующий паралич, не повреждая ткани, что позволяет четко наблюдать эффект противоядия. «Если это не сработает, можно прибегнуть к стандартному лечению, не подвергая питомца риску», — говорит Джейкоб Гланвилл. Эта стратегия позволит продемонстрировать эффективность нового противоядия в реальной среде, прежде чем переходить к исследованиям на людях.
Следующие шаги зависят не от академической сферы, а от промышленности, говорит Питер Квонг. «Вам нужна компания, которая соберет все это вместе и создаст продукт, который можно будет продавать людям», — говорит он. Все зависит от финансирования, которое они смогут получить.
Ученые надеются, что этот прорыв может быть применен к людям в ближайшее время и расширит свою эффективность на другие типы змей, тем самым сократив количество смертей от отравления. «То, что мы представляем в публикации, является дорожной картой, методом объединения — один за другим — серии широких антител или других компонентов для нейтрализации токсинов. Мы начали этот процесс», — размышляет Гланвилл.
