Токсины, вырабатываемые Clostridium botulinum являются наиболее сильными из известных токсинов. Они часто обнаруживаются в зараженной пище (главная причина — домашнее консервирование), и, попадая в организм, могут вызвать паралич и привести к летальному исходу. У младенцев ботулизм может также развиться в результате проглатывания не только токсина, но и спор C. botulinum с медом, почвой или пылью.
Как только паралич развивается, нет другого способа обратить его, кроме как дождаться, пока токсины исчезнут. Людям с серьезными случаями ботулизма может потребоваться поддержание искусственной вентиляции легких в течение недель или даже месяцев.
В настоящее время не существует лечения ботулизма, если токсин уже попал в двигательные нейроны. Но новый подход, разработанный исследователями Бостонской детской больницы может это изменить.[1] Им удалось разработать первую в мире терапию, которая может выводить токсины после того, как они проникли в нейроны. В экспериментах на мышах им удалось обратить вспять паралич мышц в течение нескольких часов. К тому же животные выдерживали дозы ботулинического токсина, которые в противном случае стали бы смертельными.
Чтобы создать лекарство от ботулизма ученым пришлось преодолеть два технических барьера, которые мешали эффективно лечить это заболевание в прошлом.
Одним из них было проникновение через клеточную мембрану, которое затруднительно для белковых препаратов. Вторым – нацеливание на определенные типы клеток, то есть специфичность к двигательным нейронам и нервным окончаниям.
Чтобы обойти эти препятствия, ученые воспользовались тем фактом, что ботулинические нейротоксины нацелены на двигательные нейроны естественным образом и эффективно и могут доставлять белковый груз через клеточные мембраны. Они использовали открытый в 2017 году нейротоксин ботулина X, который в отличие от других ботулинических токсинов, не проявляет токсичности после некоторых мутаций и служит безопасным средством доставки.
Таким образом, носителем является ботулинический токсин (детоксифицированный посредством внесенных мутаций), а груз, то есть активное вещество, представляет собой два мини-антитела, полученные из антител верблюдов. Они могут быть доставлены в нейроны в тандеме, нейтрализуя ботулинические токсины типа A и B за один раз.
Новое лечение также может быть полезным в качестве средства, «аннулирующего» ботокс. Инъекции ботокса с использованием крошечных количеств ботулотоксина типа А могут безопасно лечить морщины и многие другие заболевания, такие как спазмы шеи, чрезмерное потоотделение или гиперактивный мочевой пузырь. Однако, когда инъекция сделана неправильно, ботокс может вызвать нежелательный паралич мышц в качестве побочного эффекта, и пациенты вынуждены жить с ним в течение нескольких месяцев. Тогда как новое лечение может избавить их от паралича в течение нескольких часов.
Кроме того,подход, основанный на токсинах, может предложить платформу для введения биологических препаратов в нейроны для лечения других заболеваний. В настоящее время большинство биологических препаратов действуют только на мишени на поверхности клетки и не могут попасть внутрь.
Использованы фото Shutterstock/FOTODOM UKRAINE
- Shin-Ichiro Miyashita, Jie Zhang, Sicai Zhang, Charles B. Shoemaker, Min Dong. Delivery of single-domain antibodies into neurons using a chimeric toxin–based platform is therapeutic in mouse models of botulism. Science Translational Medicine, 2021; 13 (575): eaaz4197 DOI: 10.1126/scitranslmed.aaz4197
