Естествените защитни механизми на гърмящите змии могат да помогнат за създаването на по-мощни и достъпни противоотрови.
Изследователи от Университета на Мериленд установиха, че комбинация от няколко белтъка в кръвта на западната диамантена гърмяща змия осигурява изключително силна защита срещу отровата на различни опасни видове.
При лабораторни изпитвания оптимизираните белтъчни комбинации са били около десет пъти по-мощни от използваната в момента противоотрова срещу ухапвания от гърмящи змии, произвеждана с антитела от овце. Сместа е неутрализирала напълно смъртоносното действие на змийската отрова и е осигурила широка защита срещу различни видове отровници, разделени от милиони години еволюция.
Изследването, ръководено от заслужилия университетски професор по биология Шон Б. Каръл, е публикувано в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
„Това е една от онези забележителни истории, при които природата вече е решила проблем, с който ние се борим от десетилетия“, заяви Каръл.
Пренебрегвана глобална заплаха
Ухапванията от змии са сред най-пренебрегваните тропически заболявания в света. Според Световната здравна организация отровните змии убиват между 80 000 и 140 000 души годишно, а стотици хиляди оцелели остават с трайни увреждания.
Много от пострадалите живеят в селски райони, където достъпът до ефективна противоотрова е ограничен.
Съществуващите препарати спасяват човешки животи, но имат значителни недостатъци. Обикновено те се произвеждат чрез излагане на големи животни на змийска отрова, след което от кръвта им се извличат образуваните антитела.
Този производствен процес е скъп, а качеството и ефективността на препаратите могат да варират. Те не винаги действат еднакво добре срещу многобройните токсини в отровите на различните змийски видове и може да предизвикат тежки реакции на имунната система.
Тези ограничения насочват учените към търсене на по-безопасни и ефективни решения. Екипът от Университета на Мериленд решава да потърси отговора в самите змии.
„От разкази и наблюдения знаем от около сто години, че отровниците обикновено са устойчиви на собствената си отрова. Дълго време обаче никой не знаеше какво точно циркулира в кръвта им и ги защитава.“ - поясни Каръл.
Белтъците FETUA
Частично решение беше открито през 2022 г., когато лабораторията на Каръл идентифицира белтъка FETUA-3.
Учените установиха, че той може да блокира действието на множество металопротеиназни токсини в отровата на западната диамантена гърмяща змия. Белтъкът се свързва и с токсини от отровите на няколко други вида гърмящи змии и потиска тяхното действие.
Според Каръл това е еволюционният механизъм, чрез който змиите се предпазват от случайно самоотравяне.
Откритието поставя следващия въпрос: защо да се разчита на антитела от коне или други големи животни, след като природата вече е създала ефективна противоотрова в кръвта на самите змии?
При новото изследване екипът, в който участва и Елда Санчес – директор на Националния изследователски център за природни токсини към Тексаския университет A&M в Кингсвил, анализира приноса на различните белтъци FETUA към устойчивостта срещу отрова.
Отделните белтъци са успели да противодействат на конкретни поражения. Един от тях например може да намали кръвотечението, докато друг възпрепятства действието на определени ензими. Нито един от белтъците обаче не е успял самостоятелно да предотврати смъртта вследствие на отровно ухапване.
Резултатите се променили значително, когато изследователите комбинирали няколко белтъка FETUA. Получените смеси блокирали вредното действие на отровата много по-ефективно от всеки отделен белтък.
Откриването на най-добрите комбинации остава сложно, тъй като змийската отрова има изключително богат състав. Отровата на един вид може да съдържа около 100 токсични белтъка от различни белтъчни семейства. Точният състав се различава при отделните змийски видове.
„Съставките са налице. Трябва просто да продължим да изпитваме различни смеси.“ - заяви Каръл.
Части от тези естествени инхибитори са останали непроменени в продължение на 50 милиона години змийска еволюция. Според изследователя това показва колко реална е опасността змиите да бъдат засегнати от собствената си отрова.
Все още не е напълно изяснено как точно се случва самоотравянето – чрез тъканите в устата по време на ухапване, при поглъщане на вече отровена плячка, чрез канибализъм или чрез съчетание от всички тези възможности.
Към по-безопасни и достъпни препарати
Сегашното изследване е съсредоточено върху металопротеиназите – едно от основните семейства токсини в змийската отрова. Учените вече прилагат същия подход и срещу други групи токсини.
„Изключително близо сме до ефективни решения срещу трите основни семейства токсини при отровниците“, заяви Каръл.
„Това, което научихме от сегашното проучване, заедно с изследванията, които провеждаме в момента, ни дава реална увереност, че рекомбинантните противоотрови, вдъхновени от природата и произвеждани в лаборатория, са постижими.“ - допълни ученият.
Каръл очаква първите търговски приложения на „противоотровата на природата“ да бъдат във ветеринарната медицина. На по-късен етап могат да бъдат разработени и препарати за лечение на хора.
Бъдещите противоотрови биха могли да действат срещу по-широк кръг змийски отрови, като едновременно с това бъдат по-безопасни, по-евтини и по-лесни за производство в големи количества в сравнение с много от използваните в момента препарати.
„Бихме могли да произвеждаме количества, достатъчни да напълнят цели товарни влакове, и да помогнем за решаването на огромен глобален здравен проблем. Много от най-важните ни лекарства идват от природата. Радвам се, че съставките за противоотрова, по-добра от търговските препарати, през цялото време са се намирали в самите змии.“ - сподели Каръл. /БГНЕС
