Výzkumníci nyní několik těchto proteinů z chřestýše diamantového vyrobili v laboratoři, namíchali je dohromady a zjistili, že kombinace blokuje smrtící účinky nejen jeho jedu, ale i jedů vzdáleně příbuzných zmijí. Místo aby nový protijed vytvářeli pouze očkováním koní či ovcí, zkusili zkopírovat ochranný systém, který evoluce už vyrobila uvnitř samotného hada.
Proč had neotráví sám sebe
Představa, že jedovatí hadi jsou jednoduše „imunní proti vlastnímu jedu“, je příliš hrubá. Jed je směs mnoha proteinů a různé hadí druhy mají různé mechanismy odolnosti.
U západního chřestýše diamantového (Crotalus atrox) se výzkumníci zaměřili na skupinu molekul nazývaných FETUA. V roce 2022 tým Seana B. Carrolla ukázal, že protein FETUA-3 dokáže inhibovat řadu hadích metaloproteináz.
Tyto enzymy patří mezi klíčové složky mnoha zmijích jedů. Dokážou rozkládat tkáně a poškozovat stěny cév, což vede k rozsáhlému krvácení a nekróze.
Had má tedy v krvi něco jako vlastní molekulární bezpečnostní systém.
Jen jedna pojistka nestačí.
Jeden protein zachránce nebyl. Směs už ano
Nová práce publikovaná v Proceedings of the National Academy of Sciences otestovala několik proteinů rodiny FETUA samostatně i v kombinaci.
Jednotlivé inhibitory dokázaly potlačit určité účinky — jeden lépe omezoval krvácení, jiný enzymatickou aktivitu — ale žádný sám o sobě neposkytl kompletní ochranu.
Když vědci několik proteinů zkombinovali, účinek dramaticky vzrostl. Optimalizované směsi v laboratorním porovnání vykazovaly přibližně desetkrát vyšší účinnost než komerční protijed proti chřestýšům získávaný z ovčích protilátek. Dokázaly neutralizovat letální působení zkoušeného chřestýšího jedu a poskytovaly širokou ochranu také proti jedům několika dalších zmijovitých hadů.
To je důležité, protože jed různých druhů se může výrazně lišit. Současné antiséra proto často fungují nejlépe proti konkrétním skupinám hadů, z jejichž toxinů byla připravena.
Evolučně konzervovaný inhibitor by mohl mít širší záběr.
MOHLO BY SE VÁM TAKÉ LÍBIT
Protilátky z koně nám zachraňují život už déle než století
Současný způsob výroby protijedů je vlastně pozoruhodně starý. Do koně, ovce či jiného velkého zvířete se opakovaně podávají bezpečně malé dávky hadího jedu. Jeho imunitní systém vytvoří protilátky, které se z krve izolují a čistí.
Metoda zachránila nespočet životů a zůstává standardem.
Má však slabiny. Výroba je biologicky náročná, jednotlivé šarže se mohou lišit, produkty vyžadují kontrolované podmínky a protože obsahují živočišné protilátky, mohou u člověka vyvolávat imunitní reakce.
Rekombinantní systém by mohl být vyráběn standardizovaně v buněčných kulturách nebo jiných biotechnologických platformách bez potřeby opakovaně imunizovat velká zvířata.
Autoři však nevytvořili hotový univerzální protijed.
Hadí jed je chemický koktejl, ne jeden toxin
Jed jediné zmije může obsahovat kolem stovky proteinových toxinů patřících do několika velkých rodin. Nová studie se zaměřila hlavně na metaloproteinázy.
To znamená, že i perfektní FETUA směs nemusí zastavit neurotoxiny, fosfolipázy a další složky jedu, pokud se na nich podílí jiný mechanismus.
Carrollův tým proto hledá přírodní inhibitory také proti dalším hlavním toxinovým rodinám. Teprve jejich kombinací by mohl vzniknout širší „rekombinantní protijed“, který nebude sestaven z protilátek vyrobených cizím zvířetem, ale z molekul inspirovaných vlastní ochranou hadů.
Samotní autoři očekávají, že případná první komerční aplikace může přijít ve veterinární medicíně a až později u lidí.
MOHLO BY SE VÁM TAKÉ LÍBIT
Evoluce měla miliony let na řešení stejného problému
Na celém výzkumu je krásná ještě jedna věc.
Některé části těchto inhibitorů zůstaly u hadů velmi podobné po desítky milionů let evoluce. To naznačuje, že vlastní otrava skutečně představuje dostatečně vážný evoluční tlak na to, aby se obranné molekuly dlouhodobě zachovaly.
Nevíme přitom přesně, jak často se hadi vlastním jedem ohrožují. Může k tomu docházet při kousnutí do vlastních tkání, pojídání otrávené kořisti nebo kanibalismu. Nemusíme ale znát každý okamžik, kdy byl systém v přírodě užitečný, abychom ocenili jeho princip.
Člověk více než sto let vyráběl protijed tak, že ukázal toxin koni a čekal, jakou obranu si vytvoří jeho imunitní systém. Teď se vědci podívali přímo na hada a položili jednodušší otázku: Co používáš ty?
Upozornění: Výzkum je zatím preklinický. Rekombinantní kombinace FETUA proteinů nejsou schváleným protijedem pro člověka a jejich bezpečnost a účinnost v klinické praxi nebyla prokázána. Uštknutí jedovatým hadem je akutní zdravotní stav vyžadující okamžitou odbornou lékařskou pomoc; experimentální výzkum nenahrazuje současné antivenomové přípravky.
MOHLO BY SE VÁM TAKÉ LÍBIT
Zdroje: Kód Enigma [1], PNAS – Nature's antivenom: Combinations of conserved rattlesnake serum metalloproteinase inhibitors block the lethal action of viper venoms [2], PubMed – Nature's antivenom [3], University of Maryland – Scientists Discover an Antidote to Lethal Snake Bites that Comes Straight from the Source [4]. img AI generated
