Нейтрализация ботулотоксина: новая идея ученых

С одной стороны, токсин ботулизма – сильнейший органический яд, вырабатываемый бактериями Clostridium botulinum и вызывающий тяжелое токсическое поражение (ботулизм) при попадании в организм, рассматривается как один из возможных инструментов потенциальной террористической атаки. С другой стороны, это средство, эффективно используемое в медицине и косметологии. И «добро», и «зло» ботулотоксина заключено в его свойстве парализовать клетки мышц, прерывая их связи с двигательными нервами.

Особый интерес исследователей в последнее время вызывает путь, который ботулотоксин прокладывает в организме, справляясь с ферментами и высококислотной средой желудка, проникая в тонкий кишечник и оттуда попадая в кровоток. Под руководством эксперта в области нейротоксинов, профессора Андреаса Руммел (Andreas Rummel), группа ученых из Института токсикологии Медицинской школы Ганновера с помощью рентгеноструктурного анализа изучила 3D-модели молекул белков ботулинического токсина.

Проанализировав генетически деактивированную, нетоксичную версию токсина ботулизма, ученые смогли визуализировать атомную структуру трех различных его составляющих:

1. область, распознающую нейроны;
2. фермент, который, словно ножницы, перерезает нейронные белки и вызывает паралич и
3. cвоеобразную «иголку», пронизывающую ткани, чтобы доставить в них токсин.

А, кроме того, они обнаружили, что ботулинический токсин взаимодействует с другим бактериальным белком NTNHA – нетоксичным негемагглютинином.

«Мы с удивлением обнаружили, что NTNHA, при полном отсутствии токсичности практически полностью повторяет структуру ботулотоксина, словно копируя его. Встречаясь, эти два белка как бы сливаются вместе. Токсин движется по организму, а NTNHA идет рядом с ним, защищая его от воздействия ферментов и кислот, содержащихся в желудке – словно телохранитель, расталкивающий толпу и прокладывающий путь для своего хозяина. Молекулы снова разделяются только после того, как ботулотоксин попадает в кровоток», – пишут они в статье, опубликованной в сегодняшнем номере журнала «Science».

Исследователи считают, что именно эти знания теперь позволят ученым справиться с токсином ботулизма. «Теперь мы попробуем обмануть ботулинический токсин и его «телохранителя» с помощью маленькой молекулы, посылающей неверный сигнал об изменении кислотности окружающей среды, рН. Решив, что дело сделано, «телохранитель» NTNHA бросит своего «хозяина» ботулотоксин одного посреди кислотной среды желудка», – пояснил профессор Румелл.