Ученые выяснили, как устроены молекулы "кузена" ботокса
Физики и биологи из Швеции впервые получили полную трехмерную формулу тетаноспазмина, токсина столбнячной палочки, очень похожего по структуре и манере действия на нервную систему на ботокс, говорится в статье, опубликованной в журнале EMBO Reports.
"Мы начали изучать его по одной простой причине - нас давно интересовало то, почему эти два яда, несмотря на схожий состав, действуют на организм противоположным образом. Тетаноспазмин вызывает спазмы, проникая из периферийных нервов в спинной мозг, а ботокс остается в них и парализует работу мышц. Изучение того, как они это делают, поможет нам создать лекарства, способные проникать в мозг", - рассказывает Пол Стенмарк (Pal Stenmark) из Стокгольмского университета (Швеция).
И ботулизм, и столбняк вызывается двумя видами бактерий из рода Clostridium, Clostridium botulinum и Clostridium tetani, живущими в почве и обычно не контактирующими с человеком. Попадание колоний и тех, и других в кишечник человека вместе с пищей или водой, а также в раны на коже приводит к тяжелому параличу нервной системы или появлению спазмов, которые в большинстве случаев, если больной не получает инъекцию антидота, заканчивается его смертью.
И та, и другая бактерия сегодня не представляют опасности для человечества, так как медики достаточно давно создали вакцины, помогающие организму уничтожать этих микробов и справляться с их токсинами. С другой стороны, характер действия ядов и той, и другой бактерии достаточно давно привлекает и ученых, и косметологов. Первых интересуют способность этих веществ проникать в головной и спинной мозг, а вторых - возможность использования ядов для разглаживания морщин.
Для раскрытия всех этих загадок Стенмарк и его коллеги заморозили несколько молекул тетаноспазмина и просветили их при помощи мощного рентгеновского ускорителя. Это позволило им узнать, где расположен каждый из 20 тысяч атомов, составляющих молекулу этого яда, и понять, как они взаимодействуют между собой.
Как оказалось, его трехмерная форма действительно была очень похожа на то, как устроен ботокс, с несколькими небольшими, но очень важными различиями, объясняющими то, почему токсин столбнячной палочки вызывает спазмы, а не паралич.
"Нам удалось выяснить, что токсин может принимать две разных формы в зависимости от уровня кислотно-щелочного баланса. К примеру, в кислой среде он выглядит совсем не так, как он устроен в нейтральной среде. Мы полагаем, что эти трансформации тетаноспазмина напрямую связаны с его способностью проникать из раны в спинной мозг через цепочки нервных клеток и адаптироваться к разным условиям внутри них", - продолжает ученый.
Трехмерная формула тетаноспазмина, как надеется Стенмарк, поможет фармацевтам и биологам создать новые противоядия для борьбы со столбняком. Кроме того, он поможет, решить одну из главных задач современной нейрофизиологии - открытие способа доставки лекарств в спинной и головной мозг, изолированные от остального организма так называемыми гематоэнцефалическим барьером.
