Создаётся противоядие на основе наночастиц против всех змеиных укусов разом

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.