Ученые из Сиднейского университета и Ливерпульской школы тропической медицины сделали замечательное открытие: широко используемый разжижитель крови гепарин можно использовать в качестве недорогого противоядия от яда кобры.

Кобры убивают тысячи людей в год по всему миру, и, возможно, еще сто тысяч получают серьезные увечья из-за некроза — отмирания тканей и клеток организма, вызванного ядом, что может привести к ампутации.

Современное лечение противоядием обходится дорого и неэффективно лечит некроз тканей в месте укуса.

«Наше открытие может значительно сократить ужасные травмы от некроза, вызванного укусами кобры , а также замедлить действие яда, что может повысить показатели выживаемости», — сказал профессор Грег Нили, один из авторов исследования из Центра Чарльза Перкинса и факультета естественных наук Сиднейского университета.

Используя технологию редактирования генов CRISPR для поиска способов блокирования яда кобры, группа, в которую входили ученые из Австралии, Канады, Коста-Рики и Великобритании, успешно перепрофилировала гепарин (распространенный препарат для разжижения крови) и родственные препараты и показала, что они могут остановить некроз, вызванный укусами кобры.

Исследование опубликовано на обложке журнала Science Translational Medicine .

Нубийская плюющаяся кобра (Naja nubiae) в замедленной съемке плюется ядом. Кредит: Попечители Музея естественной истории, Лондон и Каллум
Аспирант и ведущий автор Тиан Ду, также из Сиднейского университета, сказал: «Гепарин — недорогой, распространенный и включенный в список Всемирной организации здравоохранения препарат первой необходимости. После успешных испытаний на людях его можно будет довольно быстро внедрить в практику, чтобы он стал дешевым, безопасным и эффективным препаратом для лечения укусов кобры».

Команда использовала CRISPR, чтобы найти человеческие гены , которые нужны яду кобры, чтобы вызвать некроз, убивающий плоть вокруг укуса. Одной из требуемых целей яда являются ферменты, необходимые для производства родственных молекул гепарана и гепарина, которые производят многие клетки человека и животных.

Гепаран находится на поверхности клетки, а гепарин высвобождается во время иммунного ответа. Их схожая структура означает, что яд может связываться с обоими. Команда использовала эти знания для создания противоядия, способного остановить некроз в клетках человека и мышей.

В отличие от современных противоядий от укусов кобры, которые являются технологиями 19 века, гепариноидные препараты действуют как «приманка»-противоядие. Заполняя место укуса «приманкой»-сульфатом гепарина или родственными молекулами гепариноида, противоядие может связываться с токсинами в яде, которые вызывают повреждение тканей, и нейтрализовать их.

Соавтор-корреспондент, профессор Николас Кейсвелл, руководитель Центра исследований и вмешательств в отношении укусов змей в Ливерпульской школе тропической медицины, сказал: «Укусы змей остаются самой смертоносной из забытых тропических болезней, и ее бремя ложится в основном на сельские общины в странах с низким и средним уровнем дохода».

«Наши результаты впечатляют, поскольку существующие противоядия в значительной степени неэффективны против тяжелого местного отравления, которое сопровождается болезненным прогрессирующим отеком, образованием волдырей и/или некрозом тканей вокруг места укуса. Это может привести к потере функции конечности, ампутации и пожизненной инвалидности».

Профессор Грег Нили и ведущий автор Тиан Ду в лабораториях Центра Чарльза Перкинса в Сиднейском университете. Автор: Фиона Вольф/Сиднейский университет
Укусы змей убивают до 138 000 человек в год , а еще 400 000 испытывают долгосрочные последствия укуса. Хотя точное число пострадавших от укусов кобр неизвестно, в некоторых частях Индии и Африки большинство случаев укусов змей приходится на виды кобр .

Всемирная организация здравоохранения определила укусы змей как приоритет в своей программе по борьбе с забытыми тропическими болезнями. Она объявила амбициозную цель по сокращению глобального бремени укусов змей вдвое к 2030 году.

Профессор Нили сказал: «Эта цель достигнута всего через пять лет. Мы надеемся, что новое противоядие от кобры, которое мы нашли, поможет в глобальной борьбе за снижение смертности и травматизма от укусов змей в некоторых из беднейших сообществ мира».

Работая в Лаборатории функциональной геномики имени доктора Джона и Энн Чонг в Центре Чарльза Перкинса, команда профессора Нили применяет системный подход к поиску препаратов для лечения смертельных или болезненных ядов.

Он делает это с помощью CRISPR для идентификации генетических целей, используемых ядом или токсином внутри людей и других млекопитающих. Затем он использует эти знания для разработки способов блокирования этого взаимодействия и, в идеале, защиты людей от смертельных действий этих ядов.

Впечатление художника. Naja pallida плюет в щит из гепаринсульфата. Автор: Хассан Тахини/ScienceBrush
Этот подход был использован группой для поиска противоядия от яда кубомедузы в 2019 году.

Профессор Кейсвелл возглавляет Центр исследований и вмешательств в отношении укусов змей в Ливерпульской школе тропической медицины (LSTM). Центр уже более 50 лет проводит разнообразные исследовательские мероприятия, чтобы лучше понять биологию змеиных ядов и повысить эффективность, безопасность и доступность лечения антиядами для жертв укусов тропических змей. Он может похвастаться некоторыми из ведущих мировых экспертов по укусам змей и имеет доступ к герпетарию LSTM, крупнейшей и самой разнообразной коллекции тропических ядовитых змей в Великобритании.