Изучение птиц и лягушек поможет в поисках антидота к смертельным ядам — батрахотоксину и сакситоксину

Ученые из США открыли альтернативный путь, с помощью которого ядовитые птицы и лягушки предотвращают самоинтоксикацию. Они опровергли гипотезу о том, что птицы рода Pitohui и лягушка ужасный листолаз защищают собственные натриевые каналы от батрахотоксина и сакситоксина с помощью мутаций. На самом деле у животных есть белки, например, саксифилин, которые «впитывают» яд как губка. Это открытие может помочь в создании антидотов против смертельных ядов.

Батрахотоксин

Сакситоксин

Ученые из США исследовали ядовитых птиц Новой Гвинеи рода Pitohui и лягушку ужасного листолаза (Phyllobates terribilis), ядом которой аборигены отравляли метательные дротики. Эти животные не производят токсин, а накапливают его, поедая насекомых. Их яд, батрахотоксин (ВТХ), не дает закрыться натриевым каналам, что приводит к параличу и аритмии. Другой яд, сакситоксин (STX), закупоривает эти каналы как пробка. STX находят в бактериях, которые ответственны за такое явление, как красный прилив. Собранные после него моллюски есть опасно. Антидота к этим ядам пока нет. Авторы исследования задались вопросом, как птицы и лягушки защищаются от собственного яда.

Первая гипотеза — это возникновение мутации, которые и приводят к резистентности натриевых каналов Pitohui и P. terribilis. Ранее у других ядовитых лягушек находили мутацию, которая, по всей видимости, снижает чувствительность натриевых каналов к ВТХ. Авторы новой работы изолировали натриевые каналы своих объектов и показали, для них не характерны защитные мутации. Более того, сами каналы были чувствительны к ВТХ и STX.

В клетках Pitohui, P. terribilis и человека внесение раннее идентифицированной защитной мутации не приводило к резистентности натриевых каналов к ВТХ. Вместо этого мутация нарушала работу натриевых каналов даже в отсутствии яда.

С другой стороны, лягушки, которые росли в лаборатории и ни разу не сталкивались с токсинами, имели абсолютную резистентность к ядам. На основании полученных данных авторы сделали вывод, что исследуемые животные прибегают к другой стратегии защиты от самоинтоксикации.

Вторая гипотеза — это взаимодействие токсина с белками, которые предотвращают его связывание с натриевыми каналом. Одним из таких белков является саксифилин, который имеет высокую аффинность к STX. Саксифилин добавляли к клеткам, натриевые каналы которых были предварительно заблокированы STX. Белок полностью восстанавливал работу каналов. Авторы сравнили действие саксифилина с губкой, которая «впитывает» яд.

На данный момент неизвестны белки, способные связываться с ВТХ и блокировать его токсическое действие. Несмотря на это, открытые альтернативного метода предотвращения самоинтоксикации ядовитых животных может послужить значимым шагом в разработке новых антидотов для человека.

Цитируеся по: 
Abderemane-Ali F., et al. Evidence that toxin resistance in poison birds and frogs is not rooted in sodium channel mutations and may rely on “toxin sponge” proteins // JGP, published 05 August, 2021. DOI: 10.1085/jgp.202112872.

Источник: https://pcr.news

10.08.2021