По данным Всемирной организации здравоохранения, примерно 2,7 миллиона человек ежегодно подвергаются укусам ядовитых змей. Это приводит к смерти более 100 000 человек и примерно в три раза большему количеству ампутаций в год.
Противоядие, используемое для лечения укусов змей, до сих пор производится по столетней методике. Поскольку состав антивенома недостаточно четко определен, а его способность нейтрализовать ядовитые соединения плохо изучена, он имеет разный успех и часто приводит к тяжелым побочным эффектам.
В настоящее время международная группа исследователей опубликовала высококачественный геном одной из самых ядовитых змей — индийской кобры (Очковая змея или индийская кобра).
Яд змеи — это мощный коктейль со смертельным исходом, богатый пептидами и белками, секретируемыми определенными клетками ядовитых желез. Его состав может быть классифицирован как гемотоксичный, кардиотоксичный, цитотоксичный или нейротоксичный, а состав, как правило, варьируется между видами и внутри видов.
В данном исследовании исследователи смогли определить 19 ключевых токсичных генов, в первую очередь выраженных в ядовитых железах индийской кобры. Эти гены вырабатывают основные токсичные эффекторные компоненты яда и вызывают различные симптомы, такие как помутнение зрения, тошнота, мышечный паралич и сердечно-сосудистые дисфункции.
Чем это полезно?
Обширная база данных ядовитых белков, их экспрессия и последовательность кодирования помогает ученым разработать безопасный и функциональный антивеном. Это ценный актив для поиска кандидатов на лекарства.
Исследователи полагают, что нацеливание на все эти 19 ключевых токсинов приведет к разработке эффективных лекарств для лечения ядовитых укусов индийской кобры.
В настоящее время процесс производства противоядия включает в себя иммунизацию лошадей с помощью экстрагированного змеиного яда. Это утомительная, ненадежная техника, которая страдает от недостатка консистенции и вызывает тяжелые побочные эффекты.
Для расшифровки генома индийской кобры команда использовала современные технологии геномики, рекомбинантной экспрессии белков и синтетических антител.
В дополнение к разработке эффективного противоядия, это также может привести к молекулам, подобным лекарственным препаратам, которые могут предотвратить свертывание крови, снизить кровяное давление и блокировать боль.
В целом, полученные результаты представляют собой ценный эталонный ген, который позволит проанализировать разнообразие генов индийской кобры. Он также может стать отличной платформой для изучения различных ядовитых организмов.
В будущем исследователи попытаются извлечь геномы и гены ядовитых желез оставшихся представителей «большой четверки» видов.
Они также будут исследовать гены смертоносных африканских змей, таких как плюющие кобры, ковровая гадюка и черная мамба. Ядовитые белки в таких каталогах помогут ученым разработать безопасные и эффективные лекарства, в частности, для лечения боли, гипертонии и других расстройств.