Używając przeciwciał od ludzkiego dawcy z samozwańczą hiperimmunizacją do jadu węża, naukowcy opracowali najbardziej skuteczne antivenom, które chroni przed Black Mambą, King Cobra i Tiger Węże w próbach myszy. Opisany 2 maja w komórce prasowej komórkowej, Antivenom łączy przeciwciała ochronne i inhibitor małej cząsteczki i otwiera ścieżkę w kierunku uniwersalnej surowicy odpornościowej.
To, jak produkujemy antivenom, niewiele się zmieniło w ciągu ostatniego stulecia. Zazwyczaj obejmuje to immunizację koni lub owców jadem od pojedynczych gatunków węża i zbieranie wytwarzanych przeciwciał. Choć skuteczny proces ten może spowodować niepożądane reakcje na przeciwciała nie-ludzkie, a zabiegi są zwykle gatunkowe i specyficzne dla regionu.
Badając sposoby poprawy tego procesu, naukowcy natknęli się na kogoś hiperimmunologicznego na skutki neurotoksyn węża. „Dawca, przez okres prawie 18 lat, podjął setki kęsów i samodoskonalenia z rosnącymi dawkami od 16 gatunków bardzo śmiercionośnych węży, które zwykle zabiłyby konia”, mówi pierwszy autor Jacob Glanville, CEO Centivax, Inc.
Po dawcy, Tim Friede, zgodził się wziąć udział w badaniu, naukowcy odkryli, że narażając się na jad różnych węży przez kilka lat, wygenerował przeciwciała, które były jednocześnie przeciwko kilku neurotoksynom węża.
„To, co było ekscytujące w dawcy, była jego wyjątkowa historia odpornościowa”-mówi Glanville. „Nie tylko potencjalnie stworzył te szeroko neutralizujące przeciwciała, w tym przypadku może to spowodować szerokie spektrum lub uniwersalne antivenom”.
Aby zbudować antivenom, zespół po raz pierwszy utworzył panel testowy z 19 światowej śmiercionośnymi wężem w kategorii 1 i 2 w całej rodzinie Elapid, grupie, która zawiera około połowy wszystkich gatunków jadowitych, w tym węże koralowców, mamby, kobry, taipanie i krtale. Następnie naukowcy wyizolowali docelowe przeciwciała z krwi dawcy, które reagowały z neurotoksynami znalezionymi w badanym gatunku węża. Przeciwciała jeden po drugim badano u myszy ujmowanych z każdego gatunku objętych panelem. W ten sposób naukowcy mogą systematycznie zbudować koktajl zawierający minimalną, ale wystarczającą liczbę komponentów, aby wszystkie Venoms były nieskuteczne.
Zespół sformułował mieszaninę zawierającą trzy główne elementy: dwa przeciwciała izolowane z dawcy i małej cząsteczki. Pierwsze przeciwciało dawcy, zwane LNX-D09, chroniło myszy przed śmiertelną dawką całego jadu z sześciu gatunków węża obecnych w panelu. Aby jeszcze bardziej wzmocnić surowicę odpornościową, zespół dodał małą cząsteczkę Varespladib, znany inhibitor toksyny, który zapewnił ochronę przed dodatkowymi trzema gatunkami. Wreszcie dodali drugie przeciwciało izolowane od dawcy, zwane Snx-B03, które rozszerzyło ochronę na pełnym panelu.
„Zanim osiągnęliśmy 3 elementy, mieliśmy dramatycznie niezrównaną szerokość pełnej ochrony dla 13 z 19 gatunków, a następnie częściową ochronę pozostałych, na które patrzyliśmy” – mówi Glanville. „Patrzyliśmy z góry na naszą listę i pomyśleliśmy:„ Co to za czwarty agent ”? A jeśli moglibyśmy to zneutralizować, czy otrzymujemy dalszą ochronę?” Nawet bez czwartego agenta ich wyniki sugerują, że trzyczęściowy koktajl może być skuteczny w stosunku do wielu innych, jeśli nie większości, niechlujnych węży nie testowanych w tym badaniu.
Ponieważ koktajl Antivenom okazał się skuteczny w modelach myszy, zespół chce teraz przetestować swoją skuteczność w tej dziedzinie, zaczynając od zapewnienia antivenom psom sprowadzonym do klinik weterynaryjnych dla ukąszeń węża w Australii. Ponadto chcą opracować antivenom skierowany do drugiej głównej rodziny Snake, Vipers.
„Teraz odwracamy korkę, ustawiając odczynniki, aby przejść przez ten iteracyjny proces mówienia, jaki jest minimalny wystarczający koktajl, aby zapewnić szeroką ochronę przed jadem przed Viperidami” – mówi główny autor Peter Kwong, Richard J. Stock Professor of Medical Sciences na Columbia University Physicians and Surgeons i wcześniejsze instituty krajowe. „Ostatnim rozważanym produktem byłby pojedynczy koktajl Pan-Antivenom lub potencjalnie zrobilibyśmy dwa: jeden, który jest dla Elapids, a drugi dla Viperidów, ponieważ niektóre obszary świata mają tylko jeden lub drugi”.
Innym głównym celem jest podejście do filantropijnych fundamentów, rządów i firm farmaceutycznych w celu wsparcia produkcji i rozwoju klinicznego antivenom o szerokim spektrum. „Ma to kluczowe znaczenie, ponieważ chociaż rocznie istnieją miliony envenomations, większość z nich znajduje się w rozwijającym się świecie, nieproporcjonalnie wpływającym na społeczności wiejskie”, mówi Glanville.
Prace te były wspierane przez National Institute of Allergy and Infectious Chorobases of National Institutes of Health, National Institutes of Health Small Business Innovation Bades oraz Departament Energii USA.