Forskere skaper humane antistoffer som kan nøytralisere svart enketoksin

Det finnes forskjellige arter av enkeedderkopper, inkludert svarte, røde og brune varianter i Nord- og Sør-Amerika, den australske rødryggedderkoppen og flere arter av knappedderkopper som finnes i Sør-Afrika. I Europa finnes den svarte enken Latrodectus tredecimguttatus i Middelhavsregionen, men nylig, på grunn av klimaendringer, har disse edderkoppene begynt å utvide utbredelsen sin.

Bitt fra enkeedderkopper kan forårsake latrodektisme, en tilstand der edderkoppens gift, et nevrotoksin kalt alfa-latrotoksin, angriper nervesystemet og forårsaker symptomer som sterke smerter, hypertensjon, hodepine og kvalme. Bitt fra svarte enker kan behandles med antistoffer fra hester, men for å forbedre sikkerheten ved behandlingen for pasienter har forskere i Tyskland besluttet å utvikle fullstendig humane antistoffer.

«For første gang presenterer vi humane antistoffer som viser nøytralisering av giften fra svart enke i en cellebasert test», sa professor Michael Hust, biolog ved det tekniske universitetet i Braunschweig og seniorforfatter av studien publisert i tidsskriftet Frontiers in Immunology. «Dette er et første skritt mot å erstatte hesteserumet som fortsatt brukes til å behandle alvorlige symptomer etter et bitt fra svart enke.»

Å fange ekorn

Mange pasienter bitt av svarte enker blir ikke behandlet i det hele tatt fordi motgiftet er laget av proteiner utvunnet fra hester, som er fremmede for menneskekroppen og kan forårsake uønskede bivirkninger. Disse inkluderer serumsyke, en reaksjon på proteiner i antiserum utvunnet fra ikke-menneskelige kilder og en alvorlig allergisk reaksjon. Det tilgjengelige motgiftet er også en uspesifisert blanding av antistoffer som varierer fra batch til batch. Til tross for disse manglene er dette motgiftet det mest effektive behandlingsalternativet som er tilgjengelig.

«Vi ønsket å erstatte hesteserumet med rekombinante humane antistoffer for å få et bedre produkt for pasienter og unngå å bruke hester til å produsere serumet», sa Hoost. For å gjøre dette brukte forskerne en in vitro-teknikk som kalles antistofffagdisplay.

«Denne tilnærmingen bruker ekstremt forskjellige genbassenger, som inneholder mer enn 10 milliarder forskjellige antistoffer. Fra dette store mangfoldet av antistoffer kan fagdisplay plukke ut antistoffer som kan binde seg til det ønskede målet, i dette tilfellet toksinet», forklarte Hoost.

Antistoffer som lages på denne måten kan reproduseres med samme kvalitet om og om igjen, siden DNA-sekvensen til det menneskelige antistoffet er kjent. De kan også forbedre dyrevelferden, siden hester ikke trenger å bli immunisert og tappes for å produsere svarte enke-antitoksiner.

Antistoffoptimalisering

Khusts team utviklet antistoffkandidater som kunne brukes til å utvikle terapeutiske antistoffer. Totalt 45 av de 75 genererte antistoffene viste nøytralisering av alfa-latrotoksin in vitro. Ett antistoff, kalt MRU44-4-A1, viste usedvanlig høy nøytralisering.

Det som overrasket forskerne var at bare to av antistoffene var effektive mot giften til andre enke-arter. «For å utvikle potensielle behandlinger for alle latrotoksiner, ikke bare det europeiske svarte enke-toksinet, trenger vi ytterligere forbedrede kryssreaktive antistoffer», understreket Hoost. Forskerne bemerket også at ytterligere prekliniske trinn er nødvendige for å evaluere antistoffenes effektivitet før kliniske studier starter.

«I et annet prosjekt viste vi at vi kunne utvikle humane antistoffer for å behandle difteri som var effektive i in vivo-studier. Vi har til hensikt å ta de samme stegene for antistoffer mot svart enkegift. Dette er spesielt viktig fordi med invasjonen av edderkopper i nye habitater kan forekomsten av latrodektisme og behovet for terapeutiske alternativer øke i årene som kommer», konkluderte Hoost.