Как токсин пауков-отшельников воздействует на клетки: исследование ученых

Ученые установили, каким образом яд коричневого паука-отшельника разрушает клетки человеческого организма. Токсин функционирует как «газонокосилка», повреждая клеточные мембраны и вызывая серьезный некроз.Коричневый паук-отшельник, обитающий в центральной и южной частях США и Мексики, является мастером маскировки. Тем не менее, он не проявляет агрессии, если его не беспокоить. Чаще всего укусы происходят, когда пауки забираются в постели или обувь.Источник: Ansie Dippenaar-Schoeman

Исследователи раскрыли молекулярные механизмы, с помощью которых яд коричневых пауков-отшельников разрушает клетки человека. В ходе работы было установлено, что токсин действует как фермент, который «срезает» молекулы с клеточных поверхностей, что в конечном итоге приводит к гибели тканей и серьезным последствиям после укуса.

Исследование основывается на анализе токсина шестиглазого песочного паука. Ученые смогли определить структуру фермента и проследить, как он взаимодействует с мембранами клеток человека. Эти данные могут оказаться полезными для разработки методов лечения укусов, для которых на данный момент не существует единой одобренной терапии.

«Газонокосилка» на клеточной поверхности

Авторы исследования обнаружили, что токсин включает эстеразу, щелочную фосфатазу, протеазу и другие ферменты, вызывающие некроз тканей и гемолиз. Основная роль в развитии некроза принадлежит сфингомиелиназе D, которая связывается с клеточной мембраной. Затем молекула фермента перемещается по поверхности мембраны и «срезает» головки молекул липидов, превращая их в кольцевые структуры. Поврежденные клетки становятся хрупкими и «незнакомыми» для иммунной системы. Лимфоциты начинают атаковать их, что приводит к некрозу — массовой гибели тканей. Заболевание называется локсосцелизмом — по латинскому родовому имени этого членистоногого.

Структурный анализ показал, что фермент активируется именно после контакта с мембраной. В «активном центре» молекулы исследователи обнаружили липиды, расположенные таким образом, что это наглядно демонстрирует процесс их разрезания. Разрушение начинается сразу после связывания токсина с клеткой.

Почему укусы представляют опасность для людей

Пауки-отшельники не проявляют агрессии и обитают в темных местах, однако могут укусить при угрозе. В тяжелых случаях возникает обширное кожное поражение, иногда требующее пересадки кожи. Токсин также может повреждать эритроциты и приводить к почечной недостаточности. Симптомы локсосцелизма часто ошибочно принимают за бактериальные инфекции, что затрудняет диагностику и лечение.

Ученые надеются, что понимание механизма позволит разработать препараты, которые будут блокировать связывание токсина с мембранами или предотвращать химические изменения липидов.

Недавно исследователи выяснили, как бактерии способны «переваривать» жесткий коллаген. Механизм в чем-то напоминает действие паучьего яда.

Фото: hi-tech.mail.ru