Naukowcy tworzą ludzkie przeciwciała, które mogą neutralizować toksynę czarnej wdowy

Istnieją różne gatunki pająków wdów, w tym czarne, czerwone i brązowe odmiany w Ameryce Północnej i Południowej, australijski redback i kilka gatunków pająków guzikowych występujących w Afryce Południowej. W Europie czarna wdowa Latrodectus tredecimguttatus występuje w regionie Morza Śródziemnego, ale ostatnio, z powodu zmian klimatycznych, pająki te zaczęły rozszerzać swój zasięg.

Ukąszenia pająka wdowy mogą powodować latrodektyzm, stan, w którym jad pająka, neurotoksyna zwana alfa-latrotoksyną, atakuje układ nerwowy i powoduje objawy takie jak silny ból, nadciśnienie, ból głowy i nudności. Ukąszenia czarnej wdowy można leczyć przeciwciałami pochodzącymi od koni, ale aby poprawić bezpieczeństwo leczenia dla pacjentów, naukowcy w Niemczech zdecydowali się opracować w pełni ludzkie przeciwciała.

„Po raz pierwszy prezentujemy ludzkie przeciwciała, które wykazują neutralizację jadu czarnej wdowy w teście opartym na komórkach” — powiedział profesor Michael Hust, biolog z Technical University of Braunschweig i starszy autor badania opublikowanego w czasopiśmie Frontiers in Immunology. „To pierwszy krok w kierunku zastąpienia surowicy końskiej, która jest nadal stosowana w leczeniu poważnych objawów po ukąszeniu przez czarną wdowę”.

Łapanie wiewiórek

Wielu pacjentów ugryzionych przez czarne wdowy nie jest w ogóle leczonych, ponieważ surowica jest wytwarzana z białek pochodzących od koni, które są obce dla organizmu ludzkiego i mogą powodować niepożądane skutki uboczne. Należą do nich choroba posurowicza, reakcja na białka w surowicy pochodzącej ze źródeł innych niż ludzkie oraz poważna reakcja alergiczna. Dostępna surowica jest również nieokreśloną mieszaniną przeciwciał, która różni się w zależności od partii. Pomimo tych niedociągnięć, ta surowica jest najskuteczniejszą dostępną opcją leczenia.

„Chcieliśmy zastąpić surowicę końską rekombinowanymi przeciwciałami ludzkimi, aby uzyskać lepszy produkt dla pacjentów i uniknąć używania koni do produkcji surowicy” – powiedział Hoost. Aby to zrobić, naukowcy zastosowali technikę in vitro zwaną antibody fag display.

„To podejście wykorzystuje niezwykle zróżnicowane pule genów, zawierające ponad 10 miliardów różnych przeciwciał. Z tej dużej różnorodności przeciwciał, wyświetlacz fagowy może wybrać przeciwciała, które mogą wiązać się z pożądanym celem, w tym przypadku toksyną” – wyjaśnił Hoost.

Przeciwciała stworzone w ten sposób mogą być reprodukowane z tą samą jakością wielokrotnie, ponieważ sekwencja DNA ludzkiego przeciwciała jest znana. Mogą również poprawić dobrostan zwierząt, ponieważ konie nie muszą być immunizowane i krwawione, aby wytworzyć antytoksyny czarnej wdowy.

Optymalizacja przeciwciał

Zespół Khusta opracował przeciwciała kandydujące, które mogłyby zostać wykorzystane do opracowania przeciwciał terapeutycznych. Łącznie 45 z 75 wygenerowanych przeciwciał wykazało neutralizację alfa-latrotoksyny in vitro. Jedno przeciwciało, zwane MRU44-4-A1, wykazało wyjątkowo wysoką neutralizację.

Zaskoczyło badaczy, że tylko dwa przeciwciała były skuteczne przeciwko jadowi innych gatunków wdów. „Aby opracować potencjalne metody leczenia wszystkich latrotoksyn, a nie tylko toksyny europejskiej czarnej wdowy, będziemy potrzebować dalszych udoskonalonych przeciwciał krzyżowo-reaktywnych” – podkreślił Hoost. Naukowcy zauważyli również, że konieczne są dalsze kroki przedkliniczne w celu oceny skuteczności przeciwciał przed rozpoczęciem badań klinicznych.

„W innym projekcie pokazaliśmy, że możemy opracować ludzkie przeciwciała do leczenia błonicy, które były skuteczne w badaniach in vivo. Zamierzamy podjąć te same kroki w przypadku przeciwciał przeciwko jadowi czarnej wdowy. Jest to szczególnie ważne, ponieważ wraz z inwazją pająków na nowe siedliska, częstość występowania latrodektyzmu i potrzeba alternatywnych metod terapeutycznych może wzrosnąć w nadchodzących latach” – podsumował Hoost.