Dessa forntida varelser (ibland kallade levande fossiler) har förblivit praktiskt taget oförändrade sedan de först kröp jorden runt för över 450 miljoner år sedan, och har överlevt nästan alla andra arter - mest tack vare deras otroligt robusta immunsystem. Det unika sättet att deras blod koagulerar i närvaro av endotoxiner gör dem otroligt användbara för att upptäcka skadliga bakterier.
I den här artikeln tittar vi närmare på hästskokrabbor och vad de gör för oss.
Hästskokrabban är en art av leddjur som, trots sitt namn, tekniskt sett är närmare besläktad med spindlar och skorpioner än med krabbor. Det finns fyra arter som tillhör familjen hästskokrabba: Atlanten, Mangrove, Indo-Stillahavsområdet och den kinesiska hästskokrabban.
Helt enkelt – deras blod. Överraskande nog är den fascinerande blå färgen – på grund av dess höga kopparhalt – inte den mest fascinerande egenskapen hos hästskokrabbblod. Det som är av störst intresse för forskare är de "amebocytceller" som den innehåller. Dessa specialiserade celler skyddar hästskokrabbor från bakterier och virus genom att bilda en gel och koagulera runt dessa inkräktare, vilket hindrar dem från att spridas och föröka sig i krabbans system. Denna immunförsvarsmekanism är inte ovanlig för djur. Det som är unikt med amebocyterna i blod från hästskokrabba är deras extrema känslighet för dödliga endotoxiner (molekyler från cellväggarna hos vissa bakterier) och den snabba och kraftiga koagulering som uppstår så snart dessa kommer in i deras blodomlopp.
När denna höga känslighet och snabba koaguleringsprocess först observerades 1968, noterade forskare omedelbart potentialen för användning i människors hälsa. Så började utvecklingen av Limulus amebocyte lysate (LAL) test för att detektera endotoxiner som produceras av skadliga bakterier.
LAL-testet är uppkallat efter varelsen vars observerade immunbeteende ledde till upptäckten av testet, den atlantiska hästskokrabban (vetenskapligt namn Limulus polyphemus).
LAL-produktionsprocessen innebar att man samlade in hästskokrabbor från stranden och tog dem till ett av endast fem produktionslabb globalt. Där töms de på 30 % av sitt blod innan de återförs till vattnet. Det skördade blodet bearbetas sedan, renas och frystorkas för att producera LAL.
Innan LAL-testet introducerades involverade testning av endotoxiner att en grupp kaniner injicerades med ett visst prov och att deras tillstånd noga övervakades under de kommande fyra timmarna. Eftersom kaninernas reaktion på endotoxiner liknar vår mänskliga reaktion, skulle en åtföljande feber hos kaninerna innebära att provet i fråga var förorenat av endotoxiner.
På den tiden ansågs denna kanintestmetod vara en mycket effektiv, om än mycket tidskrävande och kostsam metod för att detektera endotoxiner. Det stod snart klart att LAL-testet erbjöd en mycket billigare, enklare, snabbare och effektivare lösning, och testet antogs som den globala standarden för screening av bakteriell kontaminering.
Testning med LAL kräver att teknikern helt enkelt lägger till LAL till provet och observerar reaktionen. Även vid koncentrationer på 1 del per biljon kommer endotoxinerna att vara uppenbara nästan omedelbart genom bildandet av en geléliknande koagel i provet.
LAL-testet är otroligt viktigt för att avslöja förekomsten av endotoxiner i läkemedel och på medicinska implantat/proteser. Varje läkemedel som certifierats (inklusive medicinska proteser och implantat) av US Food and Drug Administration (USFDA) måste först klara LAL-testet. Om du någonsin har fått en injektion av något slag har du hästskokrabban att tacka för dess säkerhet!
Tillverkare av LAL rapporterar att den uppmätta dödligheten för de 500,000 3 årligen blödda krabbarna är endast 15 %. Nya oberoende studier har dock visat att siffran är närmare 30–75,000 %, vilket motsvarar 150,000 15,000–XNUMX XNUMX döda hästskokrabbor årligen. Med LAL så sällsynt och högt uppskattat (en liter kan kosta upp till $XNUMX XNUMX USD!), är det inte konstigt att deras dödlighetssiffror förringas av tillverkarna.
Med sin bevarandestatus för närvarande klassad som "sårbar" är den atlantiska hästskokrabban bara en nivå från "utrotningshotad", med "kritiskt hotad", "död i det vilda" och "utdöd" som följer inom kort om någon åtgärd inte vidtas snart . Denna arts öde är i fara om vi inte omvärderar nuvarande LAL-skördsmetoder, och det är inte bara människor som kommer att drabbas när denna art dör ut. Många strandfåglar, fiskar och sköldpaddor som förlitar sig på en diet av hästskokrabbäggen kommer också att lida på grund av deras utrotning.
Det är dock inte alla dåliga nyheter. 1995 kunde forskare vid National University of Singapore identifiera och isolera genen som är ansvarig för den känsliga koagulering som kännetecknar LAL. Denna gen, känd som 'faktor C', reproducerades syntetiskt i jäst, vilket resulterade i skapandet av 'rekombinant faktor C' (rFC). Syntetisk LAL skiljer sig från organisk LAL genom att i stället för att koagulera som reaktion på närvaron av endotoxiner, får syntetisk LAL endotoxiner att avge fluorescerande färger.
Även om upptäckten var ett stort genombrott, har reglerings- och säkerhetsproblem angående detta LAL-alternativ saktat ner mainstream-antagandet av syntetisk LAL. Europa erkände inte rFC som ett alternativ till LAL förrän 2015 och USFDA godkände först det första läkemedlet som testades med rFC 2018. 2020 avböjde The United States Pharmacopeia, som sätter den vetenskapliga standarden för läkemedel i USA, att erkänna rFC som en motsvarighet till LAL, insisterar på att dess säkerhet ännu inte har bevisats. Detta trots att deras europeiska, japanska och kinesiska motsvarigheter alla har erkänt och antagit användningen av syntetisk LAL.
Eftersom industriideal och åsikter är långsamma att förändras, är det troligt att det biomedicinska området kommer att fortsätta att släcka sin omättliga törst efter det blå blodet från dessa forntida djur under överskådlig framtid. Detta är knappast hållbart, och vi kan bara hoppas att vi inte når den punkt där valet görs för oss genom att hästskokrabban utrotas.
Om du har några frågor om säkerhet, förvaring och märkning av dina kemikalier, tveka inte kontakta oss. Vår vänliga och erfarna personal använder sig av år av kunskap och erfarenhet för att erbjuda den senaste branschinformationen och råd om hur man förblir säker och följer kemikaliereglerna.
Källor:
