Исследователи Сиднейского университета обнаружили противоядие от смертоносного укуса самого ядовитого существа на земле - австралийской кубомедузы.
Австралийская кубомедуза (Chironex fleckeri) имеет около 60 щупалец, длина которых может достигать трех метров. Каждое щупальце имеет миллионы микроскопических крючков, наполненных ядом.
Каждая кубомедуза содержит достаточно яда, чтобы убить более 60 человек.
Один укус человека вызовет некроз кожи, мучительную боль и, если доза яда достаточно велика, остановку сердца и смерть в течение нескольких минут.
Доцент Грег Нили и доктор Рэймонд (Ман-Тат) Лау и их команда исследователей боли в Центре Чарльза Перкинса в Университете Сиднея изучали, как действует яд кубомедузы, когда они сделали открытие.
Они обнаружили лекарство, которое блокирует симптомы укуса кубомедузы, если нанести его на кожу в течение 15 минут после контакта.
Было показано, что противоядие работает на клетках человека вне организма, а затем эффективно протестировано на живых мышах.
Исследователи теперь надеются разработать актуальное приложение для людей.
Мы изучали, как работает яд, чтобы попытаться лучше понять, как он вызывает боль. Используя новые методы редактирования генома CRISPR, мы смогли быстро определить, как этот яд убивает человеческие клетки. К счастью, уже существовало лекарство, которое могло бы воздействовать на путь, который яд использует для уничтожения клеток, и когда мы попробовали это лекарство в качестве противоядия на мышах, мы обнаружили, что оно может блокировать рубцевание тканей и боль, связанные с укусами медуз», - сказал он. Адъюнкт-профессор Нили: «Это супер захватывающе».
Опубликованное сегодня в журнале Nature Communications исследование использовало редактирование всего генома CRISPR, чтобы определить, как действует яд. Редактирование генома - это технология, которая позволяет ученым добавлять, удалять или изменять генетический материал в ДНК организма.
В ходе исследования исследователи взяли чан с миллионами человеческих клеток и вырезали в каждой из них отдельный человеческий ген. Затем они добавили яд кубомедузы, который убивает клетки в больших дозах, и искали клетки, которые выжили. Из скрининга всего генома исследователи определили человеческие факторы, которые необходимы для работы яда.
Путь проникновения яда медузы, который мы определили в этом исследовании, требует наличия холестерина, и, поскольку существует множество доступных лекарств, нацеленных на холестерин, мы могли бы попытаться заблокировать этот путь, чтобы увидеть, как это повлияло на активность яда. Мы взяли одно из этих лекарств, которое, как мы знаем, безопасно для человека, и использовали его против яда, и оно сработало, - сказал доктор Лау, ведущий автор статьи. - Это молекулярное противоядие».
«Это первое молекулярное исследование того, как работает этот тип яда и, возможно, как работает любой яд», - сказал доктор Лау. «Я не видел подобных исследований ни для одного другого яда».
«Мы знаем, что препарат остановит некроз, рубцевание кожи и полностью остановит боль при нанесении на кожу», - сказал доцент Нили, старший автор статьи. «Мы еще не знаем, остановит ли это сердечный приступ. Для этого потребуются дополнительные исследования, и мы подаем заявку на финансирование для продолжения этой работы».
Коробчатая медуза, обитающая в прибрежных водах северной Австралии и в водах вокруг Филиппин, чрезвычайно опасна. Они не просто плавают, они могут активно плавать, набирая скорость 7.5 километров в час, когда они на охоте. Питаются на мелководье, в основном мелкой рыбой и креветками.
Есть два вида коробчатых медуз: Irukandji, которая является крошечной, и Chironex fleckeri, длина которой составляет около трех метров. «Мы изучили самый большой, самый ядовитый и страшный», - сказал доцент Нили. «Наше лекарство работает на большом звере. Мы пока не знаем, подействует ли оно на других медуз, но мы знаем, что оно работает на самых смертоносных».
Яд, использованный в исследовании, был собран из кубомедузы в водах Кэрнса доцентом Джейми Сеймуром из Университета Джеймса Кука.
Неофициальные данные свидетельствуют о том, что единственным современным средством от укуса является обливание пораженного участка уксусом в течение 30 секунд или промывание пораженного участка очень горячей водой в течение 20 минут. Если укус сильный, необходима постоянная СЛР, чтобы сердце продолжало биться.
«Наше противоядие - это лекарство, которое блокирует яд», - сказал доцент Нили.«Вам нужно нанести его на пораженный участок в течение 15 минут. В нашем исследовании мы вводили его в виде инъекций. Но мы планируем использовать спрей или крем для местного применения. Если вы нанесете на него крем, он может выдавить в вас еще больше яда. Но если вы распылите его, он может нейтрализовать то, что осталось снаружи вашего тела."
Доцент Нили и его команда сейчас ищут потенциальных партнеров для работы над тем, чтобы сделать лекарство доступным для общественности.
Команда доцента Нили работает в области функциональной геномики и изучает хроническую боль в Центре Чарльза Перкинса, и он возглавляет Сиднейскую инициативу по редактированию генома в Сиднейском университете. Они изучают ряд смертоносных австралийских существ - коробчатую медузу и множество других ядовитых животных - чтобы понять, что вызывает боль.
В 2018 году боль и хроническая боль обошлись австралийской экономике в 139 миллиардов долларов, а к 2050 году она достигнет 215 миллиардов долларов, по данным Pain Australia.
«Большая часть нашей работы направлена на разработку не вызывающих привыкания болеутоляющих средств для людей», - сказал доцент Нили. «Один из способов сделать это - выяснить, как действуют болезненные яды австралийских существ, используя совершенно новую технологию CRISPR. Это очень круто».