Яд паука-отшельника раскрывает новый секрет
Исследователи из Университета Аризоны обнаружили, что яд пауков рода Loxosceles (к которому относится около 100 видов, включая коричневого паука-отшельника) производит в организме человека иной химический продукт, чем считалось ранее.
Это открытие важно для понимания воздействия укусов этих пауков на человека и разработки возможных методов лечения.
Яд коричневого паука-отшельника содержит редкий белок, способный вызывать почерневшее поражение (некроз) в месте укуса или, гораздо реже, более опасную системную реакцию.
"Это не тот белок, который обычно встречается в яде ядовитых животных", — говорит Мэтью Кордес, доцент кафедры химии и биохимии, руководивший исследованием, опубликованным в журнале PLOS ONE.
Этот белок атакует фосфолипидные молекулы — основной компонент клеточных мембран. Считалось, что он отщепляет "головную" часть липида, оставляя простую линейную молекулу.
Команда обнаружила, что в пробирке белок яда заставляет липиды после потери "головы" изгибаться в кольцевую структуру. Образуется циклическое химическое соединение, совершенно отличное от предполагавшегося линейного.
"Самый первый шаг в этом процессе, ведущем к повреждению кожи, тканей или системным эффектам, — не тот, о котором мы все думали", — заявил Кордес.
Под действием белка липид "сбивает себе голову", образуя кольцо. Исход реакции (высвобождение "головы") тот же, поэтому изначально учёные полагали, что происходит только это.
Исследователи протестировали яд трёх видов пауков-отшельников из Северной и Южной Америки. Циклическая форма "обезглавленной" молекулы означает, что её химические свойства отличаются от свойств линейной молекулы, и её биологические эффекты, вероятно, также иные.
"Мы думаем, что именно это кольцевое соединение, генерируемое белком, активирует иммунную систему", — говорит арахнолог Грета Бинфорд.
Знание того, как белок на самом деле работает и создаёт циклическую молекулу, может привести к лучшему пониманию того, как его ингибировать.
Наиболее частая реакция на яд — воспаление, которое через 1–2 дня может превратиться в тёмный некротический очаг. Почернение кожи — это мёртвые клетки, свидетельство усилий иммунной системы предотвратить распространение токсина.
"Наши тела, по сути, совершают самоубийство ткани", — объясняет Бинфорд. Лечение в таком случае — часто лишь пересадка кожи.
Примерно раз в пять лет у кого-то развивается серьёзная системная реакция на укус, которая может быть смертельной. "Если реакция становится системной, это может вызвать разрушение клеток крови и другие эффекты, которые в крайних случаях приводят к смерти от почечной недостаточности", — говорит Кордес.
При этом подавляющее большинство укусов, как полагают, настолько незначительны, что остаются незамеченными.
Неизвестно, что определяет тип или тяжесть реакции, но известно, что её основная причина — именно этот белок.
"Я думаю, если мы поймём, как работает токсин, это откроет новую дверь к пониманию того, как инициируется синдром, а также возможности заблокировать этот процесс", — считает Кордес.
"Эти пауки существуют с этим токсином уже более 120 миллионов лет", — говорит Бинфорд. Она подчёркивает огромный потенциал для открытий: один паук может иметь 1000 химических веществ в яде, а 44 000 видов — это десятки миллионов уникальных соединений.
Понимание действия яда особенно актуально для Аризоны — здесь обитает больше видов рода Loxosceles, чем где-либо ещё в США.