Nový třísložkový koktejl proti jedu chrání před nejsmrtelnějšími hady světa

Nový třísložkový koktejl proti jedu chrání před nejsmrtelnějšími hady světa

Pomocí jedinečného imunitního systému sebeimunizovaného člověka vyvinuli vědci třísložkový protijed, který neutralizoval nejsmrtelnější hady na světě a nabídl naději na univerzální, bezpečnější a dostupnější léčbu hadím bryndákem.

Použitím protilátek od lidského dárce se samovolně vyvolanou hyperimunitou vůči hadímu jedu vědci vyvinuli dosud nejpoužívanější protijed. Při pokusech na myších chrání před černou mambou, kobrou královskou a tygřími hady a také před několika lékařsky důležitými hady z čeledi Elapidae. Popsáno 2. května v Cell Press JournalbuňkaAntivenom kombinuje ochranné protilátky a inhibitor s malou molekulou, čímž otevírá cestu k univerzálnímu antiséru.

Způsob, jakým vyrábíme antivenom, se za poslední století příliš nezměnil. Typicky zahrnuje imunizaci koní nebo ovcí jedem z jednoho druhu hada a sběr vytvořených protilátek. Ačkoli by tento proces mohl vést k nežádoucím reakcím na nehumánní protilátky, a léčby jsou typicky druhově a regionálně specifické.

Při studiu způsobů, jak tento proces zlepšit, narazili vědci na někoho, kdo měl vliv na účinky hadích neurotoxinů. "Dárce měl stovky kousnutí a sebemunice po dobu téměř 18 let se stupňujícími se dávkami 16 druhů velmi smrtících hadů, kteří by normálně zabili koně," říká první autor Jacob Glanville, generální ředitel společnosti Centivax, Inc.

Poté, co dárce Tim Friede souhlasil s účastí ve studii, výzkumníci zjistili, že vytvořil protilátky účinné proti více hadím neurotoxinům současně tím, že se vystavoval jedu různých hadů během několika let.

„Na dárci byla vzrušující jeho jedinečná imunitní historie,“ říká Glanville. "V tomto případě nejenže mohl generovat tyto široce neutralizující protilátky, ale mohl by také vést k širokospektrálnímu nebo univerzálnímu protijedu."

Návrh studie

Tým poprvé vytvořil testovací panel pro vytvoření protijedu pomocí 19 kategorických a 2 nejsmrtelnějších hadů z rodiny Elapidů Světové zdravotnické organizace. Tato skupina obsahuje přibližně polovinu všech jedovatých druhů, včetně korálových hadů, mamb, kobry, taipanů a kriitů. Dále vědci izolovali cílové protilátky z krve dárce, které reagovaly s neurotoxiny nalezenými u testovaných druhů hadů. Jedna po druhé byly protilátky testovány na myších vybraných z každého druhu zahrnutého v panelu. To vědcům umožnilo systematicky vytvářet koktejl, který obsahuje minimální, ale dostatečný počet složek, aby byly všechny jedy neúčinné.

Tým vytvořil směs se třemi hlavními složkami: dvěma protilátkami izolovanými od dárce a malou molekulou. Protilátka prvního dárce, označená jako LNX-D09, chránila myši před smrtelnou dávkou veškerého jedu od šesti druhů hadů přítomných v panelu. K dalšímu posílení antiséra přidal tým malou molekulu varespladib, známý toxinový inhibitor, který poskytuje ochranu proti dalším třem druhům. Nakonec přidali druhou protilátku izolovanou od dárce, nazvanou SNX-B03, která rozšířila ochranu přes panel.

Strukturální studie ukázaly, že tyto protilátky se vážou na konzervovaná místa na neurotoxinech a přímo blokují interakci toxinu s jeho cílem v nervovém systému, což je klíčový důvod pro jejich širokou aktivitu.

„V době, kdy jsme se dostali ke třem složkám, jsme měli dramaticky nesrovnatelnou šíři plné ochrany pro 13 z 19 druhů a poté částečnou ochranu pro zbývající, na které jsme se podívali,“ říká Glanville. "Podívali jsme se dolů na náš seznam a pomysleli jsme si: 'Co je to za čtvrtého agenta? A kdybychom ho dokázali neutralizovat, dostaneme další ochranu?" I bez čtvrté látky jejich výsledky naznačují, že třídílný koktejl by mohl být účinný proti mnoha dalším, ne-li většině, špatným hadům, které nebyly v této studii testovány.

Výzkumníci poznamenali, že v některých případech ne všechny myši přežily déle než 24 hodin, někdy kvůli krátkému poločasu rozpadu malomolekulárního inhibitoru varespladibu, který může vyžadovat retardační nebo déle působící alternativy pro úplnou ochranu. To zdůrazňuje, že zatímco koktejl poskytuje robustní a často úplnou ochranu, další optimalizace může zlepšit jeho účinnost, zejména u nejnáročnějších jedů.

Další kroky

S koktejlem Antivenom, který se ukázal jako účinný u myších modelů, chce nyní tým otestovat jeho účinnost v terénu, počínaje Antivenomem pro psy přivezené na veterinární kliniky v Austrálii po uštknutí hadem. Navíc chtějí vyvinout antijed, který se zaměří na další velkou rodinu hadů, zmije.

„Nyní otáčíme klikou a nasazujeme reagencie pro tento iterativní proces, abychom řekli, jaký je minimální koktejl k poskytnutí široké ochrany proti jedu zmijí,“ říká hlavní autor Peter Kwong, profesor lékařských věd Richard J. Stock na Kolumbijské univerzitě Vagelos College of Physicians and Surgeons a dříve z Národního institutu zdraví pro zdraví zdraví zdraví zdraví. "Konečným zvažovaným produktem by byl jeden pan-antivenomový koktejl, nebo bychom mohli vyrobit dva: jeden, který se vztahuje na elapidy a druhý na zmije, protože některé oblasti světa mají pouze jedno nebo druhé."

V současné době je nově vyvinutý koktejl účinný v čeledi Elapidae, ale zatím ne proti hadům zmije. Na rozšíření tohoto přístupu se pracuje.

Dalším hlavním cílem je oslovit filantropické nadace, vlády a farmaceutické společnosti, aby podpořily výrobu a klinický vývoj širokospektrálního antijedu. "To je kritické, protože ačkoli existují miliony údajů o hadech ročně, většina z nich je v rozvojovém světě, což neúměrně ovlivňuje venkovské komunity," říká Glanville.

Tato práce byla podporována Národním institutem pro alergie a infekční nemoci Národního institutu zdraví, Výzkumným programem inovací malých podniků National Institutes of Health a Ministerstvem energetiky USA.

Zdroje: