МЕДЛАЙН.РУ
Содержание журнала

Архив

Редакция
Учредители

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт теоретической и экспериментальной биофизики
Российской академии наук


ООО "ИЦ КОМКОН"

Адрес редакции и реквизиты

192012, Санкт-Петербург, ул.Бабушкина, д.82 к.2, литера А, кв.378

ISSN 1999-6314


Фундаментальные исследования • Экспериментальная токсикология

Том: 23
Статья: « 31 »
Страницы:. 556-572
Опубликована в журнале: 18 августа 2022 г.
English version

Исторические аспекты изучения и практического применения токсинов растительного происхождения рицина и абрина

Никишин А.С., Мясников В.А., Ильинский Н.С., Пугач В.А.

ФГБУ «Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины» Министерства обороны Российской Федерации


Резюме
В работе представлены исторические аспекты изучения и практического применения лектинов растительного происхождения рицина и абрина. Отражены два наиболее актуальных на сегодняшний день вектора их рассмотрения, касающиеся вопросов разработки на основе токсинов эффективных противоопухолевых средств и потенциальной угрозы использования в качестве биологических поражающих агентов. Обсуждение первого направления включает демонстрацию основных достижений и существующих проблем, ограничивающих внедрение препаратов в клиническую практику. Второго - обобщение фактов, аргументирующих сохранение высокой вероятность применения рицина и/или абрина в качестве средств биотерроризма и необходимость, в связи с этим, совершенствования мер противодействия.


Ключевые слова
рицин, абрин, история изучения, биологические поражающие агенты, противоопухолевые средства


(статья в формате PDF. Для просмотра необходим Adobe Acrobat Reader)



открыть статью в новом окне

Список литературы

1. Walsh M. J., Dodd J. E., Hautbergue G. M. Ribosome-inactivating proteins: potent poisons and molecular tools. Virulence. 2013; 4 (8): 774-784.


2. Olsnes S. The history of ricin, abrin and related toxin. Toxicons. 2004; 44 (4): 361-370.


3. Patocka J. Abrin and ricin-two dangerous poisonous proteins. ResearchGate. 2002. Available at: https://www.researchgate.net/publication/285477944 (дата обращения: 15.11.2021).


4. Roxas-Duncan V. I. Of beans and beads: ricin and abrin in bioterrorism and biocrime.


J. Bioterr. Biodef. 2011: 2156-2164.


5. Facts about abrin. Center for disease control and prevention. Available at: https://emergency.cdc.gov/agent/abrin/basics/facts.asp (дата обращения: 15.11.2021).


6. Franke H., Scholl R., Aigner A. Ricin and Ricinus communis in pharmacology and toxicology - from ancient use and "Papyrus Ebers" to modern perspectives and "poisonous plant of the year 2018". Arch. Pharm. 2019; 392 (10): 1181-1208.


7. Bolognesi M., Bortolotti M., Maiello S., Battelli M. G., Polito L. Molecule?s ribosome-inactivating proteins from plants: a historical overview. Molecules. 2016; 21 (12): 1627-1639.


8. O'Hara J. M., Yermakova A., Mantis N. J. Immunity to ricin: fundamental insights into toxin-antibody interactions. Curr. Top. Microbiol. Immunol. 2012: 209-241.


9. Tyagi N., Tyagi M., Pachauri M., Ghosh P. C. Potential therapeutic applications of plant toxin-ricin in cancer: challenges and advances. Tumour Biol. 2015; 36 (11): 8239-8246.


10. Barceloux D. G. Medical toxicology of natural substances: foods, fungi, medicinal herbs, plants, and venomous animals. Springer; 2008: 1155 p.


11. Антонов Н. С. Химическое оружие на рубеже двух столетий. М.: Прогресс; 1994: 173 с.


12. Griffiths G. D. Understanding ricin from a defensive viewpoint. Toxins (Basel). 2011; 3 (11): 1373-1392.


13. Gaillard Y., Regenstreif P., Fanton L. Modern toxic antipersonnel projectiles. Am. J. Forensic. Med. Pathol. 2014; 35 (4): 258-264.


14. Gopalakrishnakone P., Balali-Mood M., Llewellyn L. Biological toxins and bioterrorism. Springer. Netherlands; 2015: 611 p.


15. Митева О. А., Быкова К. А., Мясникова И. А., Чепур С. В., Аль-Шехадат Р. И. Анализ современных методов и средств экспрессной индикации растительных токсинов, ингибирующих синтез белка. Medline.ru. 2020; 21: 579-592.


16. Audi J., Belson M., Patel М., Schier J., Osterloh J. Ricin poisoning: a comprehensive review. JAMA. 2005; 294 (18): 2342-2351. doi: 10.1001/jama.294.18.2342.


17. Vance D. J., Mantis N. J. Progress and challenges associated with the development of ricin toxin subunit vaccines. Expert. Rev. Vaccines. 2016; 15 (9): 1213-1222. doi: 10.1586/14760584.2016.1168701.


18. Pincus S. H., Smallshaw J. E., Song K., Berry J., Vitetta E. S. Passive and active vaccination strategies to prevent ricin poisoning. Toxins (Basel). 2011; 3 (9): 1163-1184.


19. Pratt T. S., Pincus S. H., Hale M. L., Moreira A. L., Roy C. J., K.-M. Tchou-Wong Oropharyngeal aspiration of ricin as a lung challenge model for evaluation of the therapeutic index of antibodies against ricin A-chain for post-exposure treatment. Exp. Lung. Res. 2007; 33: 459-481.


20. Gal Y., Mazor O., Alcalay R., Seliger N., Aftalion M., Sapoznikov A. et. al. Antibody/doxycycline combined therapy for pulmonary ricinosis: attenuation of inflammation improves survival of ricin-intoxicated mice. Toxicol. Rep. 2014; 1: 496-504.


21. Falach R., Sapoznikov A., Alcalay R., Aftalion M., Ehrlich S., Makovitzki A. et. al. Generation of highly efficient equine-derived antibodies for post-exposure treatment of ricin intoxications by vaccination with monomerized ricin. Toxins. 2018; 10 (11): 466-479.


22. Whitfield S., Griffiths G. D., Jenner D. C., Gwyther R. J., Stahl F. M., Cork L. J. et. al. Production, characterisation and testing of an ovine antitoxin against ricin; efficacy, potency and mechanisms of action. Toxins. 2017; 9 (10): 329-340.


23. Dong N., Luo L., Wu J., Jia P., Li Q., Wang Y. Monoclonal antibody, mAb 4C13, an effective detoxicant antibody against ricin poisoning. Vaccine. 2015; 33 (32): 3836-3842.


24. Respaud R., Marchand D., Pelat T., Tchou-Wong K.-M., Roy C. J., Parent C. et al. Development of a drug delivery system for efficient alveolar delivery of a neutralizing monoclonal antibody to treat pulmonary intoxication to ricin. J. Control Release. 2016: 21-32.


25. O?Hara J. M., Whaley K., Pauly M., Zeitlin L., Mantis N. J. Plant-based expression of a partially humanized neutralizing monoclonal IgG directed against an immunodominant epitope on the ricin toxin A subunit. Vaccine. 2012; 30 (7): 1239-1243.


26. Hu W., Yin J., Chau D., Negrych L. M., Cherwonogrodzky J. W. Humanization and characterization of an anti-ricin neutralization monoclonal antibody. PLoS One. 2012; 7 (9): 456-466.


27. Roy C. J., Ehrbar D. J., Bohorova N., Bohorov O., Kim D., Pauly M. Rescue of rhesus macaques from the lethality of aerosolized ricin toxin. JCI Insight. 2019; 4 (1): 456-464.


28. Noy-Porat T., Rosenfeld R., Ariel N., Epstein E., Alcalay R., Zvi A. et. al. Isolation of anti-ricin protective antibodies exhibiting high affinity from immunized non-human primates. Toxins. 2016; 8 (3): 64-78.


29. Noy-Porata T., Alcalaya R., Epstein E., Sabo T., Kronman C., Mazor O. Extended therapeutic window for post-exposure treatment of ricin intoxication conferred by the use of high-affinity antibodies. Toxicon. 2017; 27: 100-105.


30. Das A., Jain V., Mishra A. A brief review on a traditional herb: abrus precatorius (L.). IP. Int. J. Forensic. Med. Toxicol. Sci. 2016; 1 (1): 1-10.


31. Abrin - Another Poison Being Experimented with by Terrorists. Food safty magazine Available at: https//www.food-safety.com/articles/6437-abrin-another-poison-being-experimented-with-by-terrorists (дата обращения: 01.12.2021).


32. Wang J., Gao S., Xin W. A novel recombinant vaccine protecting mice against abrin intoxication. Hum. Vaccin. Immunother. 2015; 11 (6): 1361-1367. doi: 10.1080/21645515.2015.1008879.


33. Han Y.-H., Gao S., Xin W.-W., Kang L., Wang J.-L. A recombinant mutant abrin A chain expressed in Escherichia coli can be used as an effective vaccine candidate. Hum. Vaccin. 2011; 7 (8): 838-844. doi: 10.4161/hv.7.8.16258.


34. Sabo T., Gal Y., Elhanany E. Antibody treatment against pulmonary exposure to abrin confers significantly higher levels of protection than treatment against ricin intoxication. Toxicol. Lett. 2015; 237 (2): 72-78.


35. Mechaly A., Alcalay R., Noy-Porat T. Novel phage display-derived anti-abrin antibodies confer post-exposure protection against abrin intoxication. Toxins (Basel). 2018; 10 (2): 82-90.


36. Surendranath K., Karande A. A. A neutralizing antibody to the a chain of abrin inhibits abrin toxicity both in vitro and in vivo. Clin. Vaccine. Immunol. 2008; 15 (5): 737-743.


37. Polito L., Bortolotti M., Battelli M. G., Calafato G., Bolognesi A. Ricin: An ancient story for a timeless plant toxin. Toxins (Basel). 2019; 11 (6): 324-331.


38. Lin J. Y., Chen C. C., Lin L. T., Tung T. C. Inhibitory effect of abrin on Ehrlich ascites tumor. Taiwan. 1969; 68 (10): 522-525.


39. Gundersen S., Fodstad O. Treatment of micrometastases from Lewis lung carcinoma with abrin and cyclophosphamide, given singly and in combination. Int. J. Cancer. 1979; 23 (4): 530-535.


40. Fodstad O., Pihl A. Effect of ricin and abrin on survival of L1210 leukemic mice and on leukemic and normal bone-marrow cells. Int. J. Cancer. 1978; 22 (5): 558-563.


41. Fodstad O., Kvalheim G., Godal A., Lotsberg J., Aamdal S., Høst H. A Pihl Phase I study of the plant protein ricin. Cancer Res. 1984; 44 (2): 862-865.


42. Shapira A., Benhar I. Toxin-based therapeutic approaches. Toxins (Basel). 2010; 2 (11): 2519-2583.


43. Byers V. S., Rodvien R., Grant K., Durrant L. G., Hudson K. H., Baldwin R. W. et. al. Phase I study of monoclonal antibody-ricin A chain immunotoxin XomaZyme-791 in patients with metastatic colon cancer. Cancer Res. 1989; 49 (21): 6153-6160.


44. Weiner L. M., O'Dwyer J., Kitson J., Comis R. L., Frankel A. E., Bauer R. J. et. al. Phase I evaluation of an anti-breast carcinoma monoclonal antibody 260F9-recombinant ricin A chain immunoconjugate. Cancer Res. 1989; 49 (14): 4062-4067.


45. Chavez-Cortez E.-G., Felix G. V., López E. R., Sotelo J., Martínez-Canseco C., Pérez-de la Cruz V. et al. Production and evaluation of an avian IgY immunotoxin against CD133+ for treatment of carcinogenic stem cells in malignant glioma: IgY immunotoxin for the treatment of glioblastoma. J. Oncol. 2019. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6582814 (дата обращения: 20.11.2021).


46. Loan N. T. B. Anticancer activities of ricin-liposome complexes on SKMEL-28. Cel. Asian Pac. J. Cancer Prev. 2019; 20 (7): 2117-2123.