Naukowcy z Wydziału Medycyny Tropikalnej Uniwersytetu w Sydney i Liverpoolu dokonali niezwykłego odkrycia: powszechnie stosowany lek rozrzedzający krew, heparyna, może być wykorzystany jako niedroga odtrutka na jad kobry.

Kobry zabijają tysiące ludzi rocznie na całym świecie, a prawdopodobnie sto tysięcy osób zostaje poważnie okaleczonych przez martwicę – obumieranie tkanek i komórek ciała – wywołaną jadem, co może prowadzić do amputacji.

Obecnie stosowane leczenie surowicą jest drogie i nie leczy skutecznie martwicy skóry w miejscu ukąszenia.

„Nasze odkrycie może radykalnie zmniejszyć straszne obrażenia spowodowane martwicą wywołaną ukąszeniem kobry – a także może spowolnić działanie jadu, co może poprawić wskaźniki przeżywalności” – powiedział profesor Greg Neely, jeden z autorów badania z Charles Perkins Centre i Wydziału Nauk Ścisłych Uniwersytetu w Sydney.

Wykorzystując technologię edycji genów CRISPR do znalezienia sposobów blokowania jadu kobry, zespół składający się z naukowców z Australii, Kanady, Kostaryki i Wielkiej Brytanii, pomyślnie wykorzystał heparynę (popularny lek rozrzedzający krew) i pokrewne leki, wykazując, że mogą one zatrzymać martwicę wywołaną ukąszeniem kobry.

Wyniki badań opublikowano dziś na okładce czasopisma Medycyna translacyjna nauki.

Doktorant i główny autor, Tian Du, również z University of Sydney, powiedział: „Heparyna jest niedroga, wszechobecna i znajduje się na liście leków podstawowych Światowej Organizacji Zdrowia. Po udanych próbach na ludziach, może zostać wdrożona stosunkowo szybko, aby stać się tanim, bezpiecznym i skutecznym lekiem na ukąszenia kobry”.

Zespół wykorzystał CRISPR, aby znaleźć ludzkie geny, których jad kobry potrzebuje, aby wywołać martwicę, która zabija tkankę wokół ukąszenia. Jednym z wymaganych celów jadu są enzymy potrzebne do produkcji powiązanych cząsteczek heparyny i heparyny, które wytwarza wiele komórek ludzkich i zwierzęcych. Heparan znajduje się na powierzchni komórki, a heparyna jest uwalniana podczas odpowiedzi immunologicznej. Ich podobna struktura oznacza, że ​​jad może wiązać się z obydwoma. Zespół wykorzystał tę wiedzę, aby stworzyć odtrutkę, która może zatrzymać martwicę w komórkach ludzkich i u myszy.

W przeciwieństwie do obecnych odtrutek na ukąszenia kobry, które są technologiami z XIX wieku, leki heparynoidowe działają jako „wabiąca” odtrutka. Poprzez zalewanie miejsca ukąszenia „wabiącym” siarczanem heparyny lub pokrewnymi cząsteczkami heparynoidowymi odtrutka może wiązać się z toksynami w jadzie, które powodują uszkodzenie tkanek, i je neutralizować.

Współautor korespondencyjny, profesor Nicholas Casewell, kierownik Centrum Badań i Interwencji w Przypadku Ukąszeń Węży w Szkole Medycyny Tropikalnej w Liverpoolu, powiedział: „Ukąszenia węży pozostają najbardziej zabójczą z zaniedbanych chorób tropikalnych, a ich ciężar spada przede wszystkim na społeczności wiejskie w krajach o niskich i średnich dochodach.

„Nasze odkrycia są ekscytujące, ponieważ obecne odtrutki są w dużej mierze nieskuteczne w przypadku poważnego miejscowego zatrucia, które wiąże się z bolesnym postępującym obrzękiem, pęcherzami i/lub martwicą tkanek wokół miejsca ukąszenia. Może to prowadzić do utraty funkcji kończyny, amputacji i dożywotniej niepełnosprawności”.

Ukąszenia węży zabijają do 138 000 osób rocznie, a 400 000 kolejnych doświadcza długoterminowych skutków ukąszenia. Chociaż liczba osób dotkniętych ukąszeniami kobr jest niejasna, w niektórych częściach Indii i Afryki gatunki kobr odpowiadają za większość przypadków ukąszeń węży.

Światowa Organizacja Zdrowia uznała ukąszenia węży za priorytet w swoim programie walki z zaniedbanymi chorobami tropikalnymi. Ogłosiła ambitny cel zmniejszenia globalnego obciążenia ukąszeniami węży o połowę do 2030 r.

Profesor Neely powiedział: „Ten cel jest teraz oddalony o zaledwie pięć lat. Mamy nadzieję, że nowe antidotum na kobrę, które znaleźliśmy, pomoże w globalnej walce o zmniejszenie liczby zgonów i obrażeń spowodowanych ukąszeniami węży w niektórych najbiedniejszych społecznościach świata”.

Pracując w Dr John and Anne Chong Laboratory for Functional Genomics w Charles Perkins Centre, zespół profesora Neely’ego stosuje systematyczne podejście do znajdowania leków na śmiertelne lub bolesne jady. Robi to, używając CRISPR, aby zidentyfikować cele genetyczne wykorzystywane przez jad lub toksynę wewnątrz ludzi i innych ssaków. Następnie wykorzystuje tę wiedzę, aby zaprojektować sposoby blokowania tej interakcji i w idealnym przypadku chronić ludzi przed śmiertelnymi działaniami tych jadów.

Podejście to zostało zastosowane przez zespół w 2019 r. w celu znalezienia antidotum na jad meduzy pudełkowej.

Profesor Casewell kieruje Centrum Badań i Interwencji w Przypadku Ukąszeń Węży w Liverpool School of Tropical Medicine (LSTM). Centrum prowadzi różnorodne badania, aby lepiej zrozumieć biologię jadów węży i ​​poprawić skuteczność, bezpieczeństwo i przystępność cenową leczenia przeciwjadowego dla ofiar ukąszeń tropikalnych węży od ponad 50 lat. Centrum szczyci się jednymi z wiodących na świecie ekspertów w dziedzinie ukąszeń węży i ​​ma dostęp do herpetarium LSTM, największej i najbardziej zróżnicowanej kolekcji tropikalnych jadowitych węży w Wielkiej Brytanii.

POBIERAĆ filmy, obrazy i zdjęcia węży i ​​badaczy pod tym linkiem.

WYWIADY

Profesor Greg Neely | greg.neely@sydney.edu.au | +61 403 227 100
[NB: Professor Neely is currently in Canada, so please consider timezones]

Profesor Nicholas Casewell | nicholas.casewell@lstmed.ac.uk | +44 151 702 9329

Studentka doktorancka i główna autorka Tian Du | tian.du@sydney.edu.au

ZAPYTANIA MEDIALNE

Sydney: Marcus Strom | marcus.strom@sydney.edu.au | +61 474 269 459

Liverpool: Dominic Smith | dominic.smith@lstmed.ac.uk | +44 7469 105 025

BADANIA

Du, T. i in., „Molekularna analiza jadu kobry wskazuje na to, że heparynoidy są skuteczną odtrutką na ukąszenie węża”. (Medycyna translacyjna nauki(2024) DOI: 10.1126/scitranslmed.adk4802

DEKLARACJA

Greg Neely, Nicholas Casewell, Felicity Chung i Tian Du oświadczają, że wniosek o tymczasowy patent został złożony na podstawie tych wyników. Pozostali autorzy oświadczają, że nie mają konfliktu interesów.

Środki na badania pochodziły od Narodowej Rady ds. Zdrowia i Badań Medycznych (Australia), Australijskiej Rady ds. Badań Naukowych, Królewskiego Towarzystwa Naukowego, Wellcome Trust i Brytyjskiej Rady ds. Badań Medycznych.

Dziękujemy doktorowi Johnowi i Anne Chong za stałe finansowanie Chong Laboratory for Functional Genomics na Uniwersytecie w Sydney.

OŚWIADCZENIE ETYCZNE

Wszystkie testy z wykorzystaniem modeli zwierzęcych przeprowadzono za zgodą odpowiednich komisji etycznych w Wielkiej Brytanii i Kostaryce. W Australii nie przeprowadzono żadnych testów na zwierzętach.