Новые знания от ботулиническом нейротоксине и его взаимодействии с клетками ставят ученых все ближе к более безопасным видам ботокса и лучшему пониманию опасного заболевания, известного как ботулизм. Сравнивая все известные структуры нейротоксинов ботулина, исследователи, пишущие в журнале Trends in Biochemical Sciences, предлагают новые пути повышения безопасности и эффективности инъекций ботокса.
«Если мы будем знать из моделей с высоким разрешением, как ботулинический нейротоксин взаимодействовует со своими рецепторами, мы можем конструировать ингибиторы или специфические антитела, направленные на связывание, чтобы предотвратить взаимодействие», сказал Ричард Каммерер из Института Пауля Шеррера в Швейцарии.
«Более того, станет возможным разработка более безопасных токсинов для медицинских и косметических применений».
В дополнение к популярному косметическому применению, нейротоксин используется для лечения состояний, связанных с церебральным параличом, рассеянным склерозом, инсультом, болезнью Паркинсона, и многими другими заболеваниями.
Бактерия, известная как Clostridium botulinum, обычно размножающаяся в домашних консервах, производит нейротоксины, которые при попадании в организм проходят кишечник и проникают в кровоток, объяснил Каммерер. Когда нейротоксины достигают нейронов, они связываются с рецепторами на поверхности клетки.
В результате серии событий, часть токсина проникает внутрь клетки. Оказавшись внутри, она действует как протеаза и специфически расщепляет белок, ответственный за высвобождения ацетилхолина, важного нейромедиатора, передающего сигнал от нерва к мышце. Результат - паралич, который может привести к летальному исходу, если он затрагивает мышцы, необходимые для дыхания.
Каммерер и его коллеги сделали всесторонний обзор структур ботулинического нейротоксина и их комплексов с рецепторами клеточной поверхности с высокой разрешающей способностью, многие из которых стали доступны лишь недавно. Хотя все еще остается много вопросов, новая картина взаимодействия BoNT/A дает надежду на менее рискованное клинического применение ботокса в будущем.
«Широкий спектр дозировок BoNT/A используемый в медицинских или косметических целях несет существенный риск случайной передозировки», пишут исследователи.
«Кристаллическая структура комплекса BoNT/A-SV2C обеспечивает надежную платформу для рационального проектирования вариантов BoNT/A с ослабленными свойствами связывания с SV2C. Такие варианты - перспективным белки-кандидаты для безопасного применения токсина».