Различные виды змей производят разные типы токсинов (ядов). Это означает, что жертвам змеиных укусов необходимо как можно скорее получить дозу правильного противоядия — лекарства, нейтрализующего последствия укуса конкретной змеи.
Недавно исследователи разработали наночастицы, которые, как показали лабораторные исследования, впитывают множество разнообразных токсинов. Это достижение может стать ключевым шагом к созданию первого в мире змеиного противоядия широкого спектра действия. Кстати, подобный метод работы, по мнению специалистов, пригодится и в борьбе с ядами скорпионов, пауков и других опасных существ.
"Такой метод, который может лечь в основу лечения укусов змей, может дать многообещающие результаты, — говорит биолог Стивен Маккесси (Stephen Mackessy) из Университета Северного Колорадо, не участвующий в исследовании. – Если специалисты смогут разработать ряд специальных частиц, нацеленных на основные токсины, то подобный способ терапии будет очень ценным".
В настоящий момент всеобщего противоядия, как известно, не существует. И это отчасти является причиной того, что более 100 тысяч человек ежегодно умирают от укусов змей – в основном в Африке и Юго-Восточной Азии.
Ядовитые змеи ежегодно кусают до 4,5 миллиона людей в год, почти три миллиона из них позднее страдают от серьёзных травм – вплоть до потери конечностей. Всё это происходит по той причине, что укусы, как правило, случаются в сельской местности, где у людей нет быстрого доступа к больницам, в которых есть противоядие. Во многих случаях пациенты и вовсе получают неправильный препарат (в том числе из-за того, что не могут правильно определить вид конкретной змеи).
Еще одна сложность: производство обыкновенного противоядия нельзя назвать лёгким. Процесс начинается с того, что лошади (или другому животному) вводят небольшое количество разбавленного яда от одной конкретной змеи. Иммунная система животного производит смесь из антител, способных связываться с токсинами и деактивировать их. Затем учёные берут кровь животного, а антитела очищаются и затем используются для введения людям, пострадавшим от укусов.
Фармацевтические компании, естественно, должны получать выгоду от производства лекарств на основе антител. Но такое производство не всегда рентабельно из-за высокой стоимости и трудоёмкости получения противоядия, говорит руководитель последнего исследования химик Кеннет Ши (Kenneth Shea) из Университета Калифорнии.
Также препараты на основе антител должны храниться в охлаждающихся устройствах, что делает их менее доступными для бедных частей развивающиеся стран, где они часто нужны даже больше. (К слову, такая же проблема существует с хранением крови и вакцин).
Так что Ши и его коллеги решили обратиться "за помощью" к нанотехнологиям. Ранее они уже разработали наночастицы, способные связываться с сильными токсинами в пчелином яде – мелитином – и убирать его из крови. Но в своей новой работе специалисты захотели создать частицы, которые могут связаться не только с одним токсином, а с несколькими.
Их целью стало семейство токсинов, известных как белки PLA2. Змеи производят сотни видов различных PLA2, которые варьируютсяот умеренных токсинов до сильнейших нейротоксинов. Белки PLA2 обычно внедряются прямо в клеточные мембраны.
Ши и его коллеги начали работу с идеи, что наночастицы, созданные из молекул похожих на липиды (которые присутствуют в клеточных стенках), имеют хорошие шансы на то, чтобы связываться с широким кругом молекул PLA2.
Но в итоге учёные создали не один тип наночастиц. Скорее, они собрали множество различных полимерных строительных блоков, которые несут различные химические функции.
Затем учёные собрали все эти компоненты в различных сочетаниях и концентрациях и провели химические реакции, которые заставили молекулы принять форму пористых наночастиц. Исследователи соединили полученные вещества с целым коктейлем из белков PLA2, а затем выделили те наночастицы, которые связывались с необходимыми соединениями лучше других.
"Победители" предыдущих раундов послужили материалом для дополнительных туров по химической оптимизации. После нескольких таких стадий специалисты получили наночастицы, которые прочно связываются с широким спектром PLA2.
По словам исследователей, эксперименты с участием животных они начнут, скорее всего, в следующем месяце. И если, по словам Ши, этот этап будет успешным, то учёные начнут разрабатывать другие наночастицы, которые связываются с другими распространёнными семействами белков, обнаруженных в змеином яде.
Результаты исследования, направленные на создание особых наночастиц, опубликованы в издании Journal of the American Chemical Society.
Добавим, что ранее сообщалось об уникальном яде "убийцы убийц", который также может лечь в основу лекарственных препаратов. Кроме того, и сам яд змей порой очень необходим в медицине: например, на его основе учёные создают лекарство от рака.
