С помощью CRISPR обнаружено противоядие от кубомедуз

Исследователи из Сиднейского университета обнаружили противоядие от смертельного укуса, нанесенного самым ядовитым существом на земле — австралийской коробчатой ​​медузой.

У австралийской коробчатой ​​медузы (Chironex fleckeri) около 60 щупалец, длина которых может достигать трех метров. Каждое щупальце имеет миллионы микроскопических крючков — стрекательных клеток, наполненных ядом.

В каждой кубомедузе содержится достаточно яда, чтобы убить более 60 человек в течении трех минут. Один укус медузы вызывает у человека некроз кожи, мучительную боль и, если доза яда достаточно велика, остановку сердца и смерть в течение нескольких минут. Это самая ядовитая и самая опасная медуза в океане, а возможно даже, что и самое опасное живое существо во всём мире.

Доцент Грег Нили и доктор Рэймонд (Ман-Тат) Лау и их команда исследователей в Университете Сиднея изучали, как работает яд коробчатой ​​медузы, когда они сделали свое открытие. Они обнаружили лекарство, которое блокирует симптомы укуса медузы при попадании на кожу в течение 15 минут после контакта.

Было показано, что антидот действует на клетки человека вне организма, а теперь эффективно тестируется на живых мышах. Исследователи теперь надеются разработать антидот для людей на основе полученных данных.

«Мы смотрели, как работает яд, чтобы лучше понять, как он вызывает боль. Используя новые методы редактирования генома CRISPR, мы смогли быстро определить, как этот яд убивает человеческие клетки. К счастью, у нас уже был препарат, который мог действовать на пути использования яда для уничтожения клеток, и когда мы попробовали этот препарат в качестве противоядия от яда на мышах, мы обнаружили, что он может блокировать рубцевание тканей и боль, связанные с укусами медуз», — сказал Грег Нили.

Опубликованное в Nature Communications, исследование использовало редактирование генома CRISPR, чтобы определить, как работает яд. Редактирование генома — это технология, которая позволяет ученым добавлять, удалять или изменять генетический материал в ДНК организма.

В ходе исследования ученые взяли емкость с миллионами человеческих клеток и в каждой из них «выбили» разные человеческие гены. Затем они добавили яд медузы — который убивает клетки при высоких дозах — и искали выжившие клетки. Из всего скрининга генома исследователи определили факторы, которые необходимы для работы яда.

«Путь яда кубомедузы, который мы определили в этом исследовании, требует холестерина, и поскольку существует множество доступных лекарств, нацеленных на холестерин, мы могли бы попытаться заблокировать этот путь, чтобы увидеть, как это влияет на активность яда. Мы использовали одно из таких лекарств против яда медузы, и это сработало», — говорят ученые. «Мы получили молекулярное противоядие».

«Это первое молекулярное исследование того, как работает этот тип яда, и, возможно, как работает любой яд», — сказал Рэймонд Лау. «Я не видел такого исследования для любого другого яда».

«Мы знаем, что лекарство полностью остановило некроз, рубцы на коже и боль при нанесении на кожу. Мы пока не знаем, остановит ли оно сердечный приступ. Это потребует дополнительных исследований, и мы подаем заявку на финансирование для продолжения нашей работы».

Обитающая в  Юго-Восточной Азии, в прибрежных водах на севере Австралии и в водах вокруг Филиппин, коробчатая медуза чрезвычайно опасна. Они не просто дрейфуют в воде, они могут активно плавать, достигая скорости 7,5 километров в час, когда они охотятся. Питаются на мелководье, в основном мелкой рыбой и креветками.

Существует два типа кубомедуз: небольшой, но очень ядовитый ируканджи (Carukia barnesi) и флеркеры (Chironex fleckeri ), длиной около трех метров.

«Мы изучали самого большого, самого ядовитого и самого страшного», — говорит Грег Нили. «Наш препарат действует на большого зверя. Мы пока не знаем, работает ли он на других медузах, но мы знаем, что он действует на самых смертоносных».

Molecular dissection of box jellyfish venom cytotoxicity highlights an effective venom antidote, Nature Communications (2019). DOI: 10.1038/s41467-019-09681-1 , https://www.nature.com/articles/s41467-019-09681-1