Γιατί η σύγχρονη ιατρική χρειάζεται το καβούρι πέταλο

Παραμένοντας σχεδόν αμετάβλητο από τότε που ανίχνευσαν για πρώτη φορά τη γη πριν από 450 εκατομμύρια χρόνια, αυτά τα αρχαία πλάσματα (μερικές φορές αναφέρονται ως ζωντανά απολιθώματα) έχουν επιβιώσει σχεδόν κάθε άλλο είδος - κυρίως χάρη στο απίστευτα ισχυρό ανοσοποιητικό τους σύστημα. Ο μοναδικός τρόπος με τον οποίο οι θρόμβοι του αίματος παρουσία ενδοτοξινών τις καθιστά εξαιρετικά χρήσιμους για την ανίχνευση επιβλαβών βακτηρίων.  

Σε αυτό το άρθρο, ρίχνουμε μια πιο προσεκτική ματιά στα καβούρια πετάλου και τι κάνουν για εμάς. 

Τι είναι τα καβούρια πέταλου;

Το καβούρι πέταλου είναι ένα είδος αρθρόποδου που, παρά το όνομά του, συνδέεται τεχνικά πιο στενά με τις αράχνες και τους σκορπιούς παρά με τα καβούρια. Υπάρχουν τέσσερα είδη που ανήκουν στην οικογένεια καβουριών πέταλο: ο Ατλαντικός, το Μαγκρόβια, ο Ινδο-Ειρηνικός και το κινέζικο καβούρι πέταλου. 

Limulus polyphemus γνωστός και ως το καβούρι πέταλο του Ατλαντικού
Limulus polyphemus γνωστός και ως το καβούρι πέταλο του Ατλαντικού

Τι τους κάνει τόσο ξεχωριστούς;

Πολύ απλά - το αίμα τους. Παραδόξως, το μαγευτικό μπλε χρώμα - λόγω της υψηλής περιεκτικότητάς του σε χαλκό - δεν είναι το πιο συναρπαστικό χαρακτηριστικό του αίματος του καβουριού πέταλο. Αυτό που παρουσιάζει μεγαλύτερο ενδιαφέρον για τους επιστήμονες είναι τα κύτταρα «αμιποκύτταρα» που περιέχει. Αυτά τα εξειδικευμένα κύτταρα προστατεύουν τα καβούρια από πέταλα από βακτήρια και ιούς σχηματίζοντας ένα πήκτωμα και πήξη γύρω από αυτούς τους εισβολείς, εμποδίζοντας τους να εξαπλωθούν και να πολλαπλασιαστούν μέσα στο σύστημα του καβουριού. Αυτός ο ανοσοποιητικός μηχανισμός άμυνας δεν είναι ασυνήθιστος για τα ζώα. Αυτό που είναι μοναδικό για τα αμοιβακύτταρα στο αίμα του καβουριού πέταλο είναι η ακραία ευαισθησία τους σε θανατηφόρες ενδοτοξίνες (μόρια από τα κυτταρικά τοιχώματα ορισμένων βακτηρίων) και την ταχεία και έντονη πήξη που εμφανίζεται μόλις αυτά εισέλθουν στις ροές του αίματος τους. 

Όταν αυτή η υψηλή ευαισθησία και ταχεία διαδικασία πήξης παρατηρήθηκε για πρώτη φορά το 1968, οι επιστήμονες σημείωσαν αμέσως τις δυνατότητες εφαρμογής στην ανθρώπινη υγεία. Έτσι ξεκίνησε η ανάπτυξη του τεστ Limulus amebocyte lysate (LAL) για την ανίχνευση ενδοτοξινών που παράγονται από επιβλαβή βακτήρια.

Το εμπορικό σήμα μωβ-μπλε αίμα του καβουριού πέταλο είναι ακόμα πιο συναρπαστικό από ό, τι φαίνεται
Το εμπορικό σήμα μωβ-μπλε αίμα του καβουριού πέταλο είναι ακόμα πιο συναρπαστικό από ό, τι φαίνεται

Η δοκιμασία λυσιτικού Limulus amebocyte (LAL)

Το τεστ LAL ονομάστηκε για το πλάσμα του οποίου η παρατηρούμενη ανοσολογική συμπεριφορά οδήγησε στην ανακάλυψη του τεστ, του καβούρι πέταλου του Ατλαντικού (επιστημονικό όνομα Limulus polyphemus).

Η διαδικασία παραγωγής LAL περιελάμβανε τη συλλογή καβουριών πετάλου από την παραλία και τη μεταφορά τους σε ένα από τα πέντε μόνο εργαστήρια παραγωγής παγκοσμίως. Εκεί, αποστραγγίζονται από το 30% του αίματός τους πριν επιστρέψουν στο νερό. Το συλλεχθέν αίμα κατόπιν υποβάλλεται σε επεξεργασία, καθαρίζεται και ξηραίνεται με κατάψυξη για να παράγει LAL. 

Πριν από την έναρξη της δοκιμής LAL, ο έλεγχος για ενδοτοξίνες περιελάμβανε την ένεση μιας ομάδας κουνελιών με ένα συγκεκριμένο δείγμα και την παρακολούθηση της κατάστασής τους προσεκτικά τις επόμενες τέσσερις ώρες. Δεδομένου ότι η αντίδραση των κουνελιών στις ενδοτοξίνες είναι παρόμοια με την ανθρώπινη αντίδρασή μας, ένας επακόλουθος πυρετός στα κουνέλια θα σήμαινε ότι το εν λόγω δείγμα λεγόταν από ενδοτοξίνες. 

Εκείνη την εποχή, αυτή η μέθοδος δοκιμής κουνελιού θεωρήθηκε εξαιρετικά αποτελεσματική, αν και πολύ χρονοβόρα και δαπανηρή μέθοδος για την ανίχνευση ενδοτοξινών. Σύντομα κατέστη σαφές ότι η δοκιμή LAL προσέφερε μια πολύ φθηνότερη, ευκολότερη, ταχύτερη και πιο αποτελεσματική λύση και η δοκιμή υιοθετήθηκε ως το παγκόσμιο πρότυπο για τον έλεγχο της βακτηριακής μόλυνσης. 

Η δοκιμή με LAL απαιτεί από τον τεχνικό να προσθέσει απλώς το LAL στο δείγμα και να παρατηρήσει την αντίδραση. Ακόμα και σε συγκεντρώσεις 1 μέρους ανά τρισεκατομμύριο, οι ενδοτοξίνες θα είναι εμφανείς σχεδόν αμέσως μέσω του σχηματισμού θρόμβου τύπου ζελέ στο δείγμα.

Το τεστ LAL είναι εξαιρετικά σημαντικό για την αποκάλυψη της παρουσίας ενδοτοξινών σε φαρμακευτικά προϊόντα και σε ιατρικά εμφυτεύματα / προσθετικά. Κάθε φάρμακο πιστοποιημένο (συμπεριλαμβανομένων των ιατρικών προσθετικών και εμφυτευμάτων) από την Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων των ΗΠΑ (USFDA) πρέπει πρώτα να περάσει το τεστ LAL. Εάν έχετε λάβει ποτέ οποιαδήποτε ένεση, έχετε το καβούρι πέταλο για να ευχαριστήσετε για την ασφάλειά του!

Το μέλλον της LAL

Οι κατασκευαστές της LAL αναφέρουν ότι τα μετρούμενα ποσοστά θνησιμότητας των 500,000 καβουριών αιμορραγίας ετησίως είναι μόνο 3%. Ωστόσο, πρόσφατες ανεξάρτητες μελέτες έχουν δείξει ότι ο αριθμός αυτός είναι πλησιέστερος στο 15-30%, που ισοδυναμεί με 75,000-150,000 νεκρούς καβούρι πεταλοειδούς ετησίως. Με το LAL τόσο σπάνιο και πολύτιμο (ένα λίτρο μπορεί να κοστίσει έως και 15,000 $!), Δεν είναι περίεργο ότι τα ποσοστά θνησιμότητας υποτιμούνται από τους κατασκευαστές.

Με το καθεστώς διατήρησής τους να έχει χαρακτηριστεί ως «ευάλωτο», το καβούρι του πεταλοειδούς του Ατλαντικού απέχει μόλις ένα επίπεδο από το «απειλούμενο», με «εξαιρετικά απειλούμενο», «εξαφανισμένο στη φύση» και «εξαφανισμένο» μετά σύντομα εάν δεν αναληφθεί κάποια δράση σύντομα . Η τύχη αυτού του είδους κινδυνεύει εάν δεν επανεκτιμήσουμε τις τρέχουσες πρακτικές συγκομιδής LAL, και δεν θα υποφέρουν μόνο οι άνθρωποι όταν το είδος πεθάνει. Πολλά παράκτια πουλιά, ψάρια και χελώνες που βασίζονται σε μια διατροφή των αυγών του καβουριού πέταλο θα υποφέρουν επίσης λόγω της εξαφάνισής τους. 

Τα απειλητικά κόκκινα πουλιά είναι από τα πολλά ζώα που γιορτάζουν τα αυγά με καβούρι με πέταλα πλούσια σε πρωτεΐνες
Τα απειλητικά κόκκινα πουλιά είναι από τα πολλά ζώα που γιορτάζουν τα αυγά με καβούρι με πέταλα πλούσια σε πρωτεΐνες

Δεν είναι όμως όλα άσχημα νέα. Το 1995, ερευνητές στο Εθνικό Πανεπιστήμιο της Σιγκαπούρης κατάφεραν να εντοπίσουν και να απομονώσουν το γονίδιο που είναι υπεύθυνο για την ευαίσθητη πήξη που χαρακτηρίζει το LAL. Αυτό το γονίδιο, γνωστό ως «παράγοντας C», αναπαράχθηκε συνθετικά σε ζύμη, με αποτέλεσμα τη δημιουργία «ανασυνδυασμένου παράγοντα C» (rFC). Το συνθετικό LAL διαφέρει από το οργανικό LAL στο ότι, αντί της πήξης σε αντίδραση με την παρουσία ενδοτοξινών, το συνθετικό LAL προκαλεί τις ενδοτοξίνες να εκπέμπουν χρώματα φθορισμού. 

Αν και η ανακάλυψή του ήταν μια σημαντική ανακάλυψη, οι κανονιστικές ανησυχίες και οι ανησυχίες για την ασφάλεια σχετικά με αυτήν την εναλλακτική λύση LAL έχουν επιβραδύνει την επικρατούσα υιοθέτηση της συνθετικής LAL. Η Ευρώπη δεν αναγνώρισε το rFC ως εναλλακτική λύση για το LAL έως το 2015 και η USFDA ενέκρινε μόνο το πρώτο φάρμακο που δοκιμάστηκε με rFC το 2018. Το 2020, η United States Pharmacopeia, η οποία θέτει το επιστημονικό πρότυπο για τα ναρκωτικά στις ΗΠΑ, αρνήθηκε να αναγνωρίσει το rFC ως ισοδύναμο με το LAL, επιμένοντας ότι η ασφάλειά του δεν έχει ακόμη αποδειχθεί. Αυτό, παρά το γεγονός ότι οι Ευρωπαίοι, Ιαπωνέζοι και Κινέζοι ομόλογοι τους έχουν αναγνωρίσει και υιοθετήσει τη χρήση συνθετικών LAL. 

Καθώς τα ιδανικά και οι απόψεις του κλάδου αλλάζουν αργά, είναι πιθανό ότι ο βιοϊατρικός τομέας θα συνεχίσει να σβήνει την ανυπόφορη δίψα τους για το γαλάζιο αίμα αυτών των αρχαίων ζώων για το άμεσο μέλλον. Αυτό είναι σχεδόν αειφόρο, και μπορούμε μόνο να ελπίζουμε ότι δεν θα φτάσουμε στο σημείο που γίνεται η επιλογή για εμάς μέσω της εξαφάνισης του καβουριού πέταλο.

Chemwatch είναι εδώ για να σας βοηθήσει

Εάν έχετε απορίες σχετικά με την ασφάλεια, την αποθήκευση και την επισήμανση των χημικών σας, μην διστάσετε να το κάνετε Ελάτε σε επαφή μαζί μας. Το φιλικό και έμπειρο προσωπικό μας αντλεί χρόνια γνώσης και εμπειρίας για να προσφέρει τις πιο πρόσφατες πληροφορίες και συμβουλές στον κλάδο για το πώς να παραμείνετε ασφαλείς και να συμμορφώνεστε με τους χημικούς κανονισμούς.

Πηγές: