Белки лам могут сыграть ключевую роль в борьбе с терроризмом

Ученые из Southwest Foundation for Biomedical Research (SFBR) впервые разработали высокочувствительный метод одновременного обнаружения семи типов ботулинических нейротоксинов (BoNT).

Веществами, детектирующими BoNT, являются антитела — белки, вырабатываемые организмом для борьбы с болезнями, — обнаруженные у лам. BoNT примерно в 100 миллиардов раз токсичнее цианида, и они являются единственными токсинами в «категории А» списка потенциальных биологических угроз федеральных Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC) наряду с сибирской язвой, вирусом Эбола и другими инфекционными агентами.

Антитела лам, называемые однодоменными антителами (sdAb) или «нанотелами», молекулярно гибкие, в отличие от обычных антител. «Таким образом, sdAb могут позволить регенерировать биосенсоры и использовать их снова и снова без потери активности. Кроме того, для некоторых типов BoNT обычные антитела, как правило, недоступны, и мы заполняем этот пробел в биобезопасности», — сказал вирусолог SFBR Эндрю Хейхерст, Ph.D. Поскольку было показано, что некоторые sdAb обладают ингибирующей активностью и могут блокировать функцию токсина, они могут сыграть роль в составе будущего средства для лечения ботулизма.

Новая работа, финансируемая Программой медицинской диагностики Агентства по сокращению военной угрозы Министерства обороны, описана в выпуске журнала PLoS ONE от 21 января.

BoNT продуцируются определенными штаммами бактерии Clostridium, широко распространенными в почвах и водных отложениях. Большинство случаев ботулизма являются результатом неправильного хранения продуктов, что может стимулировать рост клостридий и выработку токсина, который затем попадает в организм. BoNT чрезвычайно сильнодействующие и поражают нервную систему, вызывая паралич, который может быть настолько тяжелым, что требует поддержки жизни на аппарате ИВЛ в течение недель или месяцев. Средства для предотвращения и лечения ботулизма, такие как вакцины и терапевтические препараты, крайне ограничены. Следовательно, возможность обнаружения этих токсинов в окружающей среде критически важна.

«Мы не только стремимся использовать антитела в тестах на обнаружение BoNT, но и понять, как они связываются и ингибируют эти удивительные молекулы, — сказал Хейхерст. — Мы также стремимся улучшить наш тест, сделав его более чувствительным, чтобы однажды он смог обнаруживать гораздо меньшие количества токсинов, содержащихся в крови пациентов. Поскольку BoNT также имеют терапевтическое применение при тщательно контролируемых схемах приготовления и дозирования, также возрастает необходимость мониторинга уровней BoNT при таких методах лечения».

В новом исследовании ламу иммунизировали безвредными версиями семи типов BoNT, взяли кровь для получения продуцирующих антитела клеток. С помощью методов биоинженерии гены антител были клонированы, а полученные антитела протестированы на способность обнаруживать BoNT в ряде напитков, включая молоко. Хейхерст и его команда продолжают изучать молекулярные взаимодействия антител лам, чтобы выяснить, почему они так специфичны и почему некоторые из них ингибируют токсины. Лабораторные возможности SFBR позволили провести это исследование в соответствии со всеми применимыми федеральными руководствами по биобезопасности и биозащите в рамках Программы CDC по селективным агентам.