Para ilmuwan di Scripps Research telah menciptakan antibodi yang secara efektif menetralkan bisa dari berbagai ular mematikan, sehingga berpotensi menghasilkan antivenom universal. Terobosan ini menawarkan solusi yang menjanjikan terhadap tantangan global terkait gigitan ular berbisa, khususnya memberikan manfaat bagi wilayah dengan insiden gigitan ular tertinggi. Kredit: Simon Townsley
Para ilmuwan di Scripps Research mengidentifikasi antibodi yang melindungi terhadap sejumlah bisa ular yang mematikan.
Para ilmuwan Scripps Research telah mengembangkan antibodi yang dapat memblokir efek racun mematikan dalam racun berbagai jenis ular yang ditemukan di seluruh Afrika, Asia, dan Australia.
Antibodi tersebut, yang melindungi tikus dari racun ular yang biasanya mematikan, termasuk mamba hitam dan ular kobra, dijelaskan dalam sebuah makalah yang baru-baru ini diterbitkan di jurnal tersebut. Kedokteran Terjemahan Sains. Penelitian baru ini menggunakan bentuk racun yang diproduksi di laboratorium untuk menyaring miliaran antibodi manusia yang berbeda dan mengidentifikasi antibodi yang dapat menghalangi aktivitas racun. Ini merupakan langkah besar menuju antivenom universal yang efektif melawan bisa semua ular.
“Antibodi ini bekerja melawan salah satu racun utama yang ditemukan pada banyak ular jenis yang berkontribusi terhadap puluhan ribu kematian setiap tahunnya,” kata penulis senior Joseph Jardine, PhD, asisten profesor imunologi dan mikrobiologi di Scripps Research. “Hal ini akan sangat bermanfaat bagi masyarakat di negara-negara berpendapatan rendah dan menengah yang mempunyai beban kematian dan cedera terbesar akibat gigitan ular.”
Dampak terhadap Kesehatan Global
Lebih dari 100.000 orang setiap tahunnya, sebagian besar di Asia dan Afrika, meninggal akibat gigitan ular—yang menjadikannya penyakit ini lebih mematikan dibandingkan kebanyakan penyakit tropis yang terabaikan. Antivenom yang ada saat ini diproduksi dengan mengimunisasi hewan dengan bisa ular, dan masing-masing antivenom umumnya hanya bekerja terhadap satu spesies ular saja. Ini berarti bahwa banyak antivenom yang berbeda harus diproduksi untuk mengobati gigitan ular di berbagai wilayah.
Jardine dan rekan-rekannya sebelumnya telah mempelajari seberapa luas antibodi yang menetralisir imunodefisiensi manusia virus (HIV) dapat bekerja dengan menargetkan area virus yang tidak dapat bermutasi. Mereka menyadari bahwa tantangan untuk menemukan antivenom universal serupa dengan pencarian mereka terhadap vaksin HIV; sama seperti protein HIV yang berevolusi dengan cepat menunjukkan perbedaan kecil antara satu sama lain, racun ular yang berbeda memiliki cukup variasi sehingga antibodi yang mengikat salah satu racun biasanya tidak mengikat yang lain. Namun seperti HIV, racun ular juga memiliki wilayah yang tidak dapat bermutasi, dan antibodi yang menargetkan wilayah tersebut mungkin dapat bekerja melawan semua varian racun tersebut.
Ilmu di Balik Antibodi
Dalam penelitian barunya, para peneliti mengisolasi dan membandingkan protein racun dari berbagai elapid—kelompok utama ular berbisa termasuk mamba, kobra, dan krait. Mereka menemukan bahwa sejenis protein yang disebut racun tiga jari (3FTx), yang terdapat pada semua ular elapid, mengandung bagian-bagian kecil yang tampak serupa pada spesies yang berbeda. Selain itu, protein 3FTx dianggap sangat beracun dan menyebabkan kelumpuhan seluruh tubuh, menjadikannya target terapi yang ideal.
Dengan tujuan menemukan antibodi untuk memblokir 3FTx, para peneliti menciptakan platform inovatif yang menempatkan gen untuk 16 3FTx berbeda ke dalam sel mamalia, yang kemudian menghasilkan racun di laboratorium. Tim kemudian beralih ke perpustakaan yang berisi lebih dari lima puluh miliar antibodi manusia yang berbeda dan menguji antibodi mana yang terikat pada protein 3FTx dari krait banyak pita (juga dikenal sebagai krait Cina atau krait Taiwan), yang memiliki kemiripan paling banyak dengan 3FTx lainnya. protein. Hal ini mempersempit pencarian mereka menjadi sekitar 3.800 antibodi. Kemudian, mereka menguji antibodi tersebut untuk melihat antibodi mana yang juga mengenali empat varian 3FTx lainnya. Di antara 30 antibodi yang diidentifikasi dalam pemeriksaan tersebut, satu antibodi menonjol karena memiliki interaksi terkuat di antara semua varian toksin: antibodi yang disebut 95Mat5.
“Kami dapat memperbesar persentase yang sangat kecil dari antibodi yang reaktif silang terhadap semua racun yang berbeda ini,” kata Irene Khalek, ilmuwan Scripps Research dan penulis pertama makalah baru ini. “Ini hanya mungkin terjadi karena platform yang kami kembangkan untuk menyaring perpustakaan antibodi kami terhadap berbagai racun secara paralel.”
Keberhasilan Laboratorium dan Arah Masa Depan
Jardine, Khalek, dan rekan mereka menguji efek 95Mat5 pada tikus yang disuntik dengan racun dari ular krait, ular kobra India, mamba hitam, dan ular kobra raja. Dalam semua kasus, tikus yang menerima suntikan 95Mat5 secara bersamaan tidak hanya terlindungi dari kematian, tetapi juga kelumpuhan.
Ketika para peneliti mempelajari dengan tepat bagaimana 95Mat5 begitu efektif dalam memblokir varian 3FTx, mereka menemukan bahwa antibodi tersebut meniru struktur protein manusia yang biasanya diikat oleh 3FTx. Menariknya, antibodi HIV yang bekerja luas yang sebelumnya dipelajari Jardine juga bekerja dengan meniru protein manusia.
“Sungguh menakjubkan bahwa untuk dua masalah yang sangat berbeda, sistem kekebalan tubuh manusia berhasil menemukan solusi yang sangat mirip,” kata Jardine. “Sangat menarik juga melihat bahwa kami dapat membuat antibodi yang efektif sepenuhnya secara sintetis—kami tidak mengimunisasi hewan apa pun atau menggunakan ular apa pun.”
Meskipun 95Mat5 efektif melawan bisa semua elapid, 95Mat5 tidak menghalangi bisa ular berbisa—kelompok ular berbisa kedua. Kelompok Jardine sekarang sedang mengembangkan antibodi penetralisir secara luas terhadap racun elapid lainnya, serta dua racun ular berbisa. Mereka menduga bahwa menggabungkan 95Mat5 dengan antibodi lain ini dapat memberikan cakupan yang luas terhadap banyak—atau semua—bisa ular.
“Kami berpendapat bahwa kombinasi keempat antibodi ini berpotensi berfungsi sebagai antivenom universal terhadap ular mana pun yang relevan secara medis di dunia,” kata Khalek.
Referensi: “Pengembangan sintetik dari antibodi penetralisir luas terhadap racun ular rantai panjang α-neurotoksin” oleh Irene S. Khalek, RR Senji Laxme, Yen Thi Kim Nguyen, Suyog Khochare, Rohit N. Patel, Jordan Woehl, Jessica M. Smith , Karen Saye-Francisco, Yoojin Kim, Laetitia Misson Mindrebo, Quoc Tran, Mateusz Kędzior, Evy Boré, Oliver Limbo, Megan Verma, Robyn L. Stanfield, Stefanie K. Menzies, Stuart Ainsworth, Robert A. Harrison, Dennis R. Burton , Devin Sok, Ian A. Wilson, Nicholas R. Casewell, Kartik Sunagar dan Joseph G. Jardine, 21 Februari 2024, Kedokteran Terjemahan Sains.
DOI: 10.1126/scitranslmed.adk1867
Selain Khalek dan Jardine, penulis penelitian, “Pengembangan sintetis dari antibodi penetralisir luas terhadap racun ular rantai panjang α-neurotoksin,” termasuk Yen Thi Kim Nguyen, Jordan Woehl, Jessica M. Smith, Karen Saye-Francisco, Yoojin Kim, Laetitia Misson Mindrebo, Quoc Tran, Mateusz Kędzior, Oliver Limbo, Megan Verma, Robyn L. Stanfield, Dennis R. Burton, Devin Sok dan Ian A. Wilson dari Scripps; Evy Boré, Rohit N. Patel, Stefanie K. Menzies, Stuart Ainsworth, Robert A. Harrison dan Nicholas R. Casewell dari Liverpool School of Tropical Medicine; dan RR Senji Laxme, Suyog Khochare dan Kartik Sunagar dari Institut Sains India.
Pekerjaan ini didukung oleh dana dari Institut Kesehatan Nasional (R35 CA231991, U01 AI142756, RM1 HG009490, R35 GM118062, R35 GM118069), Yayasan Penelitian Kanker Damon Runyon (2406-20), Jane Coffin Childs Fund, Mark Foundation for Cancer Research, dan Howard Hughes Medical Institute.
RisalahPos.com Network
Related posts
# PARTNERSHIP
