Ukąszenia jadowitych węży pozostają jednym z najbardziej zaniedbanych problemów zdrowotnych świata. Według Światowej Organizacji Zdrowia każdego roku powodują od 80 do 140 tys. zgonów, a kolejne setki tysięcy osób doznają trwałych uszkodzeń organizmu. Najwięcej ofiar mieszka na terenach wiejskich, gdzie dostęp do skutecznych surowic jest ograniczony.
Choć obecnie stosowane surowice ratują życie, mają wiele wad. Powstają poprzez uodpornianie dużych zwierząt, najczęściej koni lub owiec, na jad, a następnie pozyskiwanie wytworzonych przez nie przeciwciał. Produkcja jest kosztowna, skuteczność zależy od gatunku węża, a u części pacjentów mogą wystąpić ciężkie reakcje układu odpornościowego.
Nowe antidotum ukryte we krwi grzechotników
Zespół kierowany przez prof. Seana B. Carrolla z University of Maryland postanowił poszukać rozwiązania tam, gdzie podpowiedziała je sama ewolucja. Badacze wyszli z założenia, że skoro jadowite węże nie giną od własnego jadu, ich organizmy muszą dysponować skutecznym systemem ochrony. „To jedna z tych historii, w których natura rozwiązała problem, z którym my zmagamy się od dziesięcioleci” – mówi prof. Sean B. Carroll.
Już w 2022 r. zespół odkrył białko FETUA-3, które blokuje działanie metaloproteinaz, jednej z najważniejszych grup toksyn obecnych w jadzie grzechotników. Okazało się również, że białko działa także przeciw toksynom występującym u kilku innych gatunków węży.
Nowe badanie, opublikowane w Proceedings of the National Academy of Sciences, pokazało jednak, że pojedyncze białko nie wystarcza. Dopiero odpowiednio dobrane kombinacje kilku naturalnych białek ochronnych zapewniają bardzo wysoką skuteczność.
Antidotum na jad węży dziesięć razy skuteczniejsze od obecnych surowic
W doświadczeniach laboratoryjnych zoptymalizowane mieszanki białek okazały się około dziesięciokrotnie skuteczniejsze od obecnie stosowanej surowicy przeciw jadowi grzechotników produkowanej z wykorzystaniem owiec. Całkowicie neutralizowały śmiertelne działanie jadu grzechotników, a jednocześnie chroniły także przed jadem wielu innych żmijowatych, nawet gatunków oddzielonych od siebie milionami lat ewolucji.
Badacze podkreślają, że nie jest to przypadek. Części tych białek pozostają niemal niezmienione od około 50 mln lat, co sugeruje, że odporność na własny jad była dla węży niezwykle ważna w całej ich historii ewolucyjnej. Węże mogą przypadkowo wstrzykiwać sobie jad podczas polowania, uszkadzać tkanki w jamie ustnej, spożywać zatrute ofiary lub zostać ukąszone przez przedstawicieli własnego gatunku.
Naukowcy pracują obecnie nad podobnymi inhibitorami dla innych rodzin toksyn występujących w jadach żmij. Ich celem jest stworzenie laboratoryjnie produkowanych surowic opartych na naturalnych białkach ochronnych węży.
„Coraz bardziej zbliżamy się do skutecznych rozwiązań dla trzech głównych rodzin toksyn występujących u żmij. To, czego nauczyliśmy się w tym badaniu, daje nam realne podstawy sądzić, że surowice inspirowane naturą są w naszym zasięgu” – mówi Carroll.
Zdaniem badaczy pierwszym zastosowaniem nowej technologii może być medycyna weterynaryjna. W dalszej kolejności mogłyby powstać preparaty dla ludzi, zapewniające szerszą ochronę przed jadami różnych gatunków, łatwiejsze do produkcji na dużą skalę i mniej obciążające dla układu odpornościowego niż obecne surowice.