Affrontare la minaccia dei morsi di serpente velenosi
Uno sguardo ai pericoli dei morsi di serpente e alla necessità di trattamenti migliori.
Keirah E. Bartlett, Adam Westhorpe, Mark C. Wilkinson, Nicholas R. Casewell
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Indice
- Capire i veleni dei serpenti
- Cosa c'è dentro il veleno dei serpenti?
- I danni causati dai veleni
- Danno cellulare da veleno
- Analizziamolo: come i ricercatori studiano i veleni
- Il ruolo dell'EDTA
- Variazioni tra i veleni dei serpenti
- Metodi di test e ricerca
- Procedendo: nuovi trattamenti
- E ora?
- Conclusione
- Fonte originale
Il morso di serpente è un grosso problema, soprattutto nelle zone rurali di paesi dell'Africa sub-sahariana, del sud-est asiatico, dell'Asia meridionale e dell'America Latina. Ogni anno causa fino a 138.000 morti e porta a circa 400.000 disabilità. L'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) ha riconosciuto il morso di serpente come una malattia tropicale trascurata e punta a dimezzare il numero di morti e disabilità entro il 2030. Il trattamento principale disponibile è l'antiveneno, che può salvare vite ma ha problemi come il costo e l'efficacia.
Capire i veleni dei serpenti
I veleni dei serpenti sono miscele complesse di proteine che possono causare vari effetti dannosi. Alcuni veleni creano problemi seri in tutto il corpo, mentre altri danneggiano principalmente il sito del morso. In molti casi, il danno localizzato può comportare la perdita degli arti o richiedere interventi chirurgici. In Africa, migliaia di persone ogni anno devono subire amputazioni agli arti a causa dei morsi di serpente.
Il veleno di alcuni serpenti come il puff adder e il saw-scaled viper è noto per causare danni locali significativi. In Nigeria, un particolare tipo di saw-scaled viper contribuisce notevolmente ai casi gravi di avvelenamento. Il veleno del puff adder causa anche problemi diffusi in molte regioni.
Cosa c'è dentro il veleno dei serpenti?
Le Tossine nel veleno dei serpenti appartengono a diverse famiglie di proteine. Gli scienziati hanno scoperto che alcune proteine come le metalloproteinasi da veleno di serpente (SVMPs) e le fosfolipasi A2 (PLA2) sono comuni nei veleni dei serpenti problematici. Ogni tipo di veleno differisce nella sua composizione.
Ad esempio, in Nigeria, il veleno del puff adder ha molte proteine simili alla lectina di tipo C, mentre il veleno del saw-scaled viper contiene più SVMPs. Anche diverse regioni possono avere serpenti con diverse proprietà del veleno.
I danni causati dai veleni
Quando i serpenti mordono, il veleno può portare a condizioni potenzialmente letali o a gravi danni locali. Questo può includere emorragie, morte muscolare e altri problemi gravi. I diversi tipi di tossine nel veleno possono avere vari effetti sul corpo, con alcune che prendono di mira il sangue e altre che colpiscono direttamente i tessuti.
Resta il mistero su quali componenti specifici del veleno causino i danni maggiori. Alcuni studi storici hanno suggerito che diversi tipi di tossine contribuiscano agli effetti dannosi complessivi, ma molti dettagli sono ancora poco chiari.
Danno cellulare da veleno
Negli esperimenti su cellule della pelle umana, i ricercatori hanno scoperto che i veleni del saw-scaled viper e del puff adder possono causare danni significativi alle cellule. Il veleno del saw-scaled viper è stato dimostrato essere leggermente più dannoso di quello del puff adder in questi test.
Quando gli scienziati hanno esaminato i singoli componenti dei veleni, è diventato chiaro che le SVMPs erano principalmente responsabili del danno cellulare. Queste proteine, in particolare il sottotipo PIII del saw-scaled viper, erano i principali colpevoli.
Analizziamolo: come i ricercatori studiano i veleni
Per approfondire, i ricercatori hanno separato i veleni in diverse parti e testato quali parti causassero danni alle cellule. Hanno scoperto che alcune frazioni del veleno del saw-scaled viper erano particolarmente tossiche, mentre altre parti del veleno del puff adder mostravano anch'esse effetti dannosi. Quando gli scienziati hanno usato un agente speciale per inibire le SVMPs, hanno scoperto che questo riduceva significativamente il danno causato da entrambi i veleni.
Il ruolo dell'EDTA
L'EDTA è un composto che può inibire le proteasi, che sono enzimi che degradano le proteine. Utilizzando l'EDTA nei test, i ricercatori hanno potuto osservare una drastica riduzione degli effetti dannosi dei veleni. Questa scoperta suggerisce che le SVMPs svolgono un ruolo chiave negli effetti citotossici dei veleni.
Trovando modi per bloccare efficacemente queste tossine, i ricercatori sono fiduciosi di poter sviluppare migliori trattamenti per le vittime dei morsi di serpente.
Variazioni tra i veleni dei serpenti
Diverse specie di serpenti possono avere veleni variati, anche all'interno della stessa specie in diverse regioni. I ricercatori hanno scoperto che il veleno del puff adder della Tanzania era molto più dannoso rispetto a quello della Nigeria testato su cellule della pelle umana.
Si potrebbe dire che i serpenti della Nigeria e della Tanzania hanno i loro metodi di preparazione per il veleno, e risulta che la versione tanzaniana colpisce più forte!
Metodi di test e ricerca
I ricercatori hanno utilizzato una combinazione di tecniche per scomporre i veleni e testare i loro effetti sulle cellule. Combinando la separazione per dimensione con saggi specifici-come il saggio MTT che misura la vitalità cellulare-gli scienziati hanno potuto apprendere molto su quali componenti del veleno stavano causando danni.
Procedendo: nuovi trattamenti
Visto che l'antiveneno non è sempre efficace o accessibile, c'è una spinta per creare nuovi trattamenti. Questi potrebbero includere anticorpi monoclonali o inibitori a piccole molecole, che mirerebbero specificamente alle tossine dannose nel veleno dei serpenti.
Comprendere i componenti specifici che causano problemi consente ai ricercatori di sviluppare nuove terapie che potrebbero rendere obsoleti gli attuali antiveneni.
E ora?
Questa ricerca apre la porta a nuove innovazioni in medicina per affrontare i morsetti di serpente. Anche se i trattamenti attuali sono limitati, gli studi puntano verso possibili alternative efficaci che potrebbero attenuare i gravi pericoli posti dai morsi di serpente in futuro.
Possiamo solo sperare che questi progressi arrivino in fretta, così meno persone dovranno preoccuparsi del loro prossimo incontro con un serpente-specialmente nelle zone rurali dove questi incidenti sono fin troppo comuni.
Conclusione
L'avvelenamento da morso di serpente è un problema di salute globale significativo, soprattutto nelle regioni tropicali. Le complessità dei veleni dei serpenti e i loro effetti sul corpo umano evidenziano la necessità di continuare la ricerca per migliorare le opzioni di trattamento.
Con un po' di umorismo, si potrebbe dire che i serpenti hanno un talento per i drammi-soprattutto quando è in gioco il loro veleno. Svelando i misteri di questi veleni, gli scienziati si avvicinano a trovare soluzioni efficaci che potrebbero salvare vite e arti. Quindi, incrociamo le dita che la prossima cura per i problemi dei morsi di serpente sia dietro l'angolo!
Titolo: Snake venom metalloproteinases are predominantly responsible for the cytotoxic effects of certain African viper venoms
Estratto: AbstractSnakebite envenoming is a neglected tropical disease that causes substantial mortality and morbidity globally. The puff adder (Bitis arietans) and saw-scaled viper (Echis romani) have cytotoxic venoms that cause permanent injury via tissue-destructive dermonecrosis around the bite site. Identification of cytotoxic toxins within these venoms will allow development of targeted treatments, such as small molecule inhibitors or monoclonal antibodies to prevent snakebite morbidity. Venoms from both species were fractionated using gel filtration chromatography, and a combination of cell-based cytotoxicity approaches, SDS-PAGE gel electrophoresis, and enzymatic assays were applied to identify venom cytotoxins in the resulting fractions. Our results indicated that snake venom metalloproteinase (SVMP) toxins are predominately responsible for causing cytotoxic effects across both venoms, but that the PII subclass of SVMPs are likely the main driver of cytotoxicity following envenoming by B. arietans, whilst the structurally distinct PIII subclass of SVMPs are responsible for conveying this effect in E. romani venom. Identification of distinct SVMPs as the primary cytotoxicity-causing toxins in these two African viper venoms will facilitate the future design and development of novel therapeutics targeting these medically important venoms, which in turn could help to mitigate the severe life and limb threatening consequences of tropical snakebite. Key ContributionSVMP toxins were identified as the primary cytotoxicity-causing toxins in the venoms of the puff adder (Bitis arietans) and saw-scaled viper (Echis romani); PII and PIII SVMPs, respectively. This cytotoxicity can be prevented using the metalloproteinase-inhibiting chelator EDTA, suggesting targeted drugs/antibodies may be a viable option for future treatment.
Autori: Keirah E. Bartlett, Adam Westhorpe, Mark C. Wilkinson, Nicholas R. Casewell
Ultimo aggiornamento: 2024-12-07 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.04.626778
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.04.626778.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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