Ученые полностью расшифровали структуру смертельно опасного ботулотоксина

Международная группа ученых из Стокгольмского университета впервые в мире полностью описала молекулярную структуру комплекса ботулотоксина — одного из самых смертоносных природных веществ.

Шведским исследователям удалось совершить прорыв в медицине, впервые создав полную молекулярную модель структуры, стабилизации, доставки и высвобождения ботулотоксина. Это вещество признано сильнейшим природным ядом, чья токсичность в миллион раз превышает яд кобры. Работа международного коллектива под руководством профессора нейрохимии Пола Стенмарка была опубликована в авторитетном научном журнале Science Advances.

Ботулотоксин производится бактерией Clostridium botulinum и вызывает тяжелое пищевое отравление — ботулизм. Однако, несмотря на смертельную опасность, этот токсин нашел широкое применение в клинической практике. Его используют для терапии хронической мигрени, мышечных спазмов, гипергидроза, а также в косметологии. Ключ к пониманию его двойственной природы кроется в сложном механизме действия. В природных условиях токсин функционирует не самостоятельно, а в составе крупного белкового комплекса, состоящего из 14 отдельных компонентов.

Именно этот комплекс и стал объектом исследования ученых. Как пояснил Пол Стенмарк, данная структура защищает яд от разрушения в агрессивной среде желудочно-кишечного тракта и обеспечивает его транспортировку из кишечника в кровоток. Только после этого токсин высвобождается и с кровью достигает своей конечной цели — нервно-мышечных соединений, блокируя их работу. Для визуализации всего комплекса ученые применили передовой метод криоэлектронной микроскопии, отмеченный Нобелевской премией. Методика подразумевает мгновенную заморозку молекул и последующее создание тысяч снимков, которые комбинируются в высокоточное трехмерное изображение с почти атомарным разрешением.

Объектом изучения выступил комплекс токсинов, обнаруженный в лекарственном препарате NeuroBloc, тесно связанном с известным «Ботоксом». Полученная молекулярная схема беспрецедентной сложности, насчитывающая десятки тысяч атомов, открывает принципиально новые возможности для науки и фармакологии. Это открытие позволит разработать более эффективные и безопасные терапевтические средства на основе ботулотоксина, а также создать первые действенные антидоты для экстренного лечения ботулизма.