Ученые раскрыли молекулярный механизм, с помощью которого яд коричневых пауков-отшельников (англ. brown recluse, лат. Loxosceles reclusa) разрушает клетки человека. Работа показала, что токсин действует как фермент, «срезающий» молекулы с поверхности клеток, что в конечном итоге приводит к гибели тканей и тяжелым осложнениям после укуса.
Исследование основано на анализе токсина шестиглазого песочного паука. Ученые смогли получить структуру фермента и проследить, как он связывается с мембранами клеток человека. Эти данные могут помочь разработать методы лечения укусов, для которых пока нет единой одобренной терапии.
«Газонокосилка» на поверхности клетки
Авторы выяснили, что токсин содержит эстеразу, щелочную фосфатазу, протеазу и другие ферменты, вызывающие некроз тканей и гемолиз. Основная роль в развитии некроза принадлежит сфингомиелиназе D, которая прикрепляется к клеточной мембране. Затем молекула фермента перемещается по поверхности мембраны и «срезает» головки молекул липидов, превращая их в кольцевые структуры. Поврежденные клетки становятся хрупкими и «незнакомыми» для иммунитета. Лимфоциты атакуют их, что приводит к некрозу — массовой гибели тканей. Заболевание называется локсосцелизмом — по латинскому родовому имени членистоногого.
Структурный анализ показал, что фермент активируется именно после контакта с мембраной. В «активном центре» молекулы исследователи обнаружили липиды, расположенные таким образом, что становится наглядно продемонстрирован процесс их разрезания. Разрушение начинается сразу после связывания токсина с клеткой.
Почему укусы опасны для человека
Пауки-отшельники не агрессивны и обычно живут в темных укрытиях, однако при угрозе могут укусить. В тяжелых случаях развивается массивное кожное поражение, иногда требующее пересадки кожи. Также токсин способен повреждать эритроциты и вызывать почечную недостаточность. Симптомы локсосцелизма нередко путают с бактериальными инфекциями, что усложняет диагностику и лечение.
Ученые рассчитывают, что понимание механизма позволит создать препараты, которые блокируют связывание токсина с мембранами или предотвращают химические изменения липидов.
Недавно ученые выяснили, как бактерии умудряются «переваривать» жесткий коллаген. Механизм чем-то похож на действие паучьего яда.
Источник: hi-tech.mail.ru