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Using a cell based assay of nicotinic acetylcholine receptor function to discover new snakebite therapeutics

Résumé en français
L'envenimation par morsures de serpent est un problème de santé mondial important qui touche, selon l'OMS, plus d'un milliard de personnes par an et entraîne de nombreux décès et amputations. Les traitements actuels se heurtent à des problèmes de coût, stockage, efficacité inter-espèces, spécificité (seuls 10 à 20 % des anticorps contenus dans les antivenins sont spécifiques des toxines de serpent) et sécurité (réactions indésirables dues à l'utilisation d'anticorps non-humains chez 55 % des patients). Dans cette étude, des αneurotoxines à longue-chaîne recombinantes (3FTx-L recombinantes) ont été conçues à partir des séquences ADN de diverses espèces d'Elapidés, afin de découvrir des anticorps humains monoclonaux globalement neutralisants, pour les utiliser comme futurs traitements contre les morsures de serpent. Des cellules TE671 exprimant les récepteurs nicotiniques à l'acétylcholine (nAChRs) ont été utilisées pour les essais, démontrant que les 3FTx-Ls recombinantes empêchaient efficacement la liaison de l'acétylcholine (ACh) aux nAChRs. Les anticorps sélectionnés ont neutralisé l'α-bungarotoxine, indiquant leur efficacité pour neutraliser d'autres 3FTx-L natives du venin d'Elapides. En outre, les anticorps, après maturation, ont neutralisé à la fois les 3FTxL recombinantes et natives avec une efficacité proche de 100 %, ce qui suggère un large spectre d’effets. Cependant, nos résultats n'ont pas permis de conclure que ces anticorps étaient efficaces sur les venins entiers de serpent. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour évaluer l'efficacité contre un plus grand nombre de familles de toxines de venin de serpent. Dans l'ensemble, ces résultats constituent une avancée prometteuse dans le traitement des morsures de serpent en ciblant un éventail plus large de toxines de venin. L'étude met en évidence le potentiel des toxines recombinantes et des anticorps en tant que thérapeutiques efficaces contre les envenimations par les serpents, soulignant la nécessité de poursuivre les recherches.
Résumé en anglais

Snakebite envenoming is a significant global health issue, affecting, according to the WHO, over 1 billion people annually and resulting in numerous deaths and amputations. Current snakebite treatments face challenges in cost, storage, cross-species effectiveness,specificity (only 10 to 20% of antibodies in antivenoms are specific to snake toxins) and safety (adverse reactions due to the use of non-human antibodies in 55% of patients). In this study, recombinant long chain α-neurotoxic 3FTxs (recombinant 3FTx-Ls) were designed from diverse Elapid species to discover broadly neutralizing monoclonal human antibodies for snakebite therapeutics. TE671 cells expressing nicotinic Acetylcholine receptors (nAChRs) were used for assays, demonstrating that the recombinant toxins effectively prevented the binding of acetylcholine (ACh) to the nAChRs. The antibodies screened showed cross-reactivity and neutralized α-bungarotoxin, indicating potential for counteracting other Elapid venom native 3FTx-Ls. Furthermore, cross-reactive antibodies, following affinity maturation, neutralized both recombinant and native 3FTx-Ls at nearly 100% efficacy, suggesting a broad-spectrum effect. However, our findings couldn’t conclude that these antibodies were effective on snake whole venoms. Further research is needed to explore clinical application and evaluate efficacy against a wider range of snake venom toxins families. Overall, these findings offer a promising breakthrough in snakebite treatment by targeting a broader array of venom toxins. The study highlights the potential of recombinant toxins and cross-reactive antibodies as effective therapeutics for snakebite envenoming, emphasizing the need for continued researches.

Année
2022
Année de soutenance
2023
Nombre de pages
29
Type de dépôt
Rapport de stage
Langue de publication
Anglais
Éditeur
Université Angers
Lieu d'édition
Angers
Citation Key
dune16632
URL
http://dune.univ-angers.fr/fichiers/18006155/2022TMTE16632/fichier/16632F.pdf
Libellé de l'étape
M2 THE / Toxicologie Humaine et Environnementale
Bac+
5
Maître de stage
Nicholas Casewell
Libellé de l'UFR
Faculté des Sciences
Libellé du diplôme
Master Toxicologie environnementale & humaine
Entreprise
Liverpool School of Tropical Medicine
Tuteur
Rohit Patel
Fichier