Изучение токсина птицеедов открывает двери для лекарств нового поколения от хронической боли
Яд паука-птициеда — это не то, что люди обычно связывают с облегчением боли, но, как ни странно, ингредиенты в нем могут стать ключом к новым лекарствам, которые предлагают именно это, и без некоторых общих побочных эффектов. Новое понимание того, как токсины птицеедов отключают электрические сигналы в добыче паука, дало ученым надежду на воссоздание этого эффекта, но в положительном смысле с помощью передовых лекарств, которые лечат хроническую боль.
Взрослые особи пауков-птицеедов характеризуются крупными размерами, в некоторых случаях превышая 27 см в размахе ног. Укус птицееда для взрослого здорового человека не смертелен, но крайне неприятен и характеризуется острой болью, жаром, судорогами и др.
В этом году уже было несколько примеров того, как яд пауков может вдохновить на создание новых обезболивающих, которые лечат синдром раздраженного кишечника или позволяют избежать побочных эффектов и риска зависимости, связанных с лекарствами на основе опиоидов. Точно так же последний прорыв ученых Вашингтонского университета может привести к созданию альтернатив лекарствам на основе опиоидов, сосредоточив внимание на том, как яд влияет на передачу электрических сигналов в нервных клетках.
В частности, ученые использовали криоэлектронную микроскопию с высоким разрешением, чтобы изучить, как яд птицееда действует на небольшие сенсоры натриевых каналов в клеточных мембранах, которые генерируют электрические токи. Эти датчики напряжения обычно посылают сигналы, которые воздействуют на нервы и мышцы, но яд служит для их блокировки, чтобы они оставались неактивными.
«Действие токсина должно быть немедленным, потому что птицеед должен обездвижить свою добычу, прежде чем она взлетит», — говорит Уильям Каттерал, старший автор исследования.
Новый взгляд на то, как работает этот механизм, позволил команде исследователей создать модель с участком связывания токсина, взятым из типа человеческого натриевого канала под названием Nav1.7. Это позволило им изучить молекулярную конфигурацию токсина птицеедов, поскольку он связывается с рецепторным участком, что, в свою очередь, осветило структурную основу заблокированного датчика напряжения.
Что делает этот прогресс настолько значительным, так это то, что Nav.17 играет важную роль в передаче информации о боли от периферической нервной системы к спинному и головному мозгу. Таким образом, открытие открывает путь к поиску передовых лекарств, которые воссоздают блокирующие эффекты яда птицеедов и потенциально облегчают хроническую боль без необходимости в опиоидах.
«Наша структура этого мощного токсина птицеедов, улавливающего датчик напряжения Nav1.7 в состоянии покоя, обеспечивает молекулярную основу для будущей разработки лекарств на основе структуры обезболивающих средств следующего поколения, которые будут блокировать функцию натриевых каналов Nav1.7», — говорят ученые.
Исследование было опубликовано в журнале Molecular Cell.