Forskare skapar mänskliga antikroppar som kan neutralisera svarta änkans toxin

Det finns olika arter av änkespindlar, inklusive svarta, röda och bruna sorter i Amerika, den australiska rödryggsspindeln och flera arter av knappspindlar som finns i Sydafrika. I Europa lever den svarta änkan Latrodectus tredecimguttatus i Medelhavsområdet, men nyligen, på grund av klimatförändringarna, har dessa spindlar börjat utöka sina livsmiljöer.

Änkaspindelbett kan orsaka latrodektism, en sjukdom där spindelns gift, ett nervgift som kallas alfa-latrotoxin, angriper nervsystemet och orsakar symtom som svår smärta, högt blodtryck, huvudvärk och illamående. Svarta änkebett kan behandlas med antikroppar från hästar, men för att göra behandlingen säkrare för patienterna beslutade forskare i Tyskland att utveckla helt mänskliga antikroppar.

"För första gången presenterar vi humana antikroppar som visar neutralisering av gift från svarta änkor i ett celltest", säger professor Michael Hoost, biolog vid tekniska universitetet i Braunschweig och senior författare till studien publicerad i journal Frontiers in Immunology. "Detta är det första steget mot att ersätta hästserum, som fortfarande används för att behandla allvarliga symtom efter ett bett från en svart änka."

Fånga ekorrar

Många patienter som bitits av svarta änkor behandlas inte alls eftersom antigiftet är tillverkat av proteiner från hästar, som är främmande för människokroppen och kan orsaka oönskade biverkningar. Dessa inkluderar serumsjuka, en reaktion på proteiner i antiserum som erhållits från icke-mänskliga källor och en allvarlig allergisk reaktion. Det tillgängliga motgiftet är också en odefinierad blandning av antikroppar som varierar från batch till batch. Trots dessa brister är detta motgift det mest effektiva behandlingsalternativet för tillfället.

"Vi försökte ersätta hästserum med rekombinanta humana antikroppar för att tillhandahålla en bättre produkt för patienter och undvika användningen av hästar för att producera serumet," sa Hoost. För att göra detta använde forskare en in vitro-metod som kallas fagantikroppsvisning.

"Detta tillvägagångssätt använder en extremt mångsidig gensamling av mer än 10 miljarder olika antikroppar. Från denna stora mängd antikroppar kan fagdisplay skörda antikroppar som kan binda till det önskade målet, i det här fallet ett toxin," förklarade Hust.

Antikroppar som skapas på detta sätt kan reproduceras med samma kvalitet om och om igen eftersom DNA-sekvensen för den mänskliga antikroppen är känd. De kan också förbättra djurens välbefinnande eftersom hästar inte behöver immuniseras och blöda för att producera toxiner mot svarta änkor.

Antikroppsoptimering

Husts team utvecklade kandidatantikroppar som kunde användas för att utveckla terapeutiska antikroppar. Totalt 45 av de 75 genererade antikropparna visade neutralisering av alfa-latrotoxin in vitro. En antikropp, kallad MRU44-4-A1, visade exceptionellt hög neutralisering.

Det som förvånade forskarna var att endast två av antikropparna var effektiva mot giftet från andra änkor. "För att utveckla potentiella behandlingar för alla latrotoxiner, inte bara det europeiska svarta änkotoxinet, kommer vi att behöva ytterligare förbättrade korsreaktiva antikroppar", betonade Hust. Forskarna noterade också att ytterligare prekliniska steg behövs för att utvärdera antikropparnas effektivitet innan de går in i kliniska prövningar.

"I ett annat projekt visade vi att vi kunde utveckla mänskliga antikroppar för att behandla difteri som är effektiva i in vivo-studier. Vi har för avsikt att vidta samma åtgärder för antikroppar mot svarta änkans gift. Detta är särskilt viktigt eftersom spindlarna invaderar nya livsmiljöer, förekomsten av latrodektism och behovet av terapeutiska alternativ kan öka under de kommande åren", avslutade Hoost.