Napravljen prvi veštački zmijski otrov: Da li će to smanjiti nestašicu protivotrova i spasiti mnoge?

Tehnika koja se koristi za dobijanje zmijskog protivotrova nije se menjala još od davnina, a podrazumeva ručno ceđenje otrova i ubrizgavanje malih doza u konje ili druge životinje kako bi se izazvala imunološka reakcija. Zatim se krv životinja uzima i pročišćava, kako bi se dobila antitela koja deluju protiv otrova.

Proizvodnja zmijskog protivotrova na ovaj način je potencijalno opasna jer je proces podložan greškama, težak i može da izazove lakše i teže nuspojave. Zbog toga, stručnjaci već dugi niz godina ukazuju na potrebu da se osmisli bolji način lečenja od ugriza otrovnih zmija, koje dnevno ubiju oko 200 ljudi.

Preporučujemo

Konačno, naučnici sada primenjuju istraživanje matičnih ćelija i mapiranje genoma na ovom, dugo godina zanemarivanom polju istraživanja i nadaju se da će proizvodnju protivotrova približiti 21. veku, te tako spasiti hiljade, ako ne i stotine hiljada života.

U laboratoriji u Holandiji istraživači su kreirali žlezde koje proizvode otrov od „Cape Coral“ zmije i osam drugih vrsta otrovnih zmija, koristeći matične ćelije. Toksini koje proizvode minijaturne 3D replike zmijskih žlezda gotovo su identični onima koje imaju otrovne zmije.

Istovremeno, naučnici u Indiji uspeli su da slože genom indijske kobre, jedne od najopasnijih zmija, koja je odgovorna za najveći broj ujeda od 50.000 smrtnih slučajeva, koliko je zabeleženo u Indiji na godišnjem nivou.

- Ovo su veliki događaji koji donose savremenu nauku u polje koje je bilo dugo vremena zanemareno - rekao je Nik Kamak  (Nick Cammack),  vođa tima za zmijske ujede pri dobrotvornoj medicinskoj ustanovi „Wellcome“ iz Velike Britanije.

Foto: pixabay.com

Od raka do zmijskog otrova

Hans Klevers (Hans Clevers), glavni istraživač iz „Hubrecht“ instituta za razvojnu biologiju i istraživanje matičnih ćelija u Utrehtu u Holandiji, nije mogao ni da pretpostavi da će svoju laboratoriju da koristi za pravljenje zmijskih otrova.

Pre desetak godina, on je izumeo tehniku za pravljenje ljudskih organoida – minijaturnih organa koji se sastoje od matičnih ćelija pacijenata. To je omogućilo lekarima da na siguran način testiraju specifične efekte lekova izvan ljudskog tela. Ovo je bilo revolucionarno otkriće za lečenje raka na personalnom nivou svakog pacijenta.

Pa, kako se odlučili da počnu sa proizvodnjom žlezda zmija otrovnica?

Klevers je rekao da je to zapravo bila odluka tri studenta na doktorskim studijama koji rade u njegovoj laboratoriji jer im je dosadilo da umnožavaju mišije i ljudske bubrege, jetre i creva.

- Mislim da su seli i zapitali se koja je najuzbudljivija životinja koju možemo da proizvedemo? Nije čovek, a nije ni miš. Rekli su da to definitivno mora biti zmija, i to žlezda koja proizvodi njen otrov - navodi Klevers.

Nakon što su uspeli da dođu do nekoliko oplođenih zmijskih jajašaca, istraživači su otkrili da mogu da uzmu sitni komad tkiva zmije koji sadrži matične ćelije i da odneguju organ sa istim faktorom rasta koji se koristi za ljudske organoide, samo na nižoj temperaturi. Otkrili su da zmijski organoidi, male kugle široke samo jedan milimetar, proizvode iste toksine kao u zmijskom otrovu.

- Kada ih otvorite imate puno otrova, koji je identičan pravom. Uporedili smo ga direktno sa otrovom iste vrste zmija i pronašli smo potpuno iste komponente – rekao je Klevers, koji je prošle nedelje objavio rad u časopisu „Cell“.

Foto: Mateja Beljan

Ćelije i DNK, a ne konji

Za zmijski protivotrov kojim trenutno raspolažu lekari, a koji se proizvodi od konja, vezuje se visok rizik nuspojava, koje mogu biti blage kao što su osip, svrab ali i ozbiljnije, poput anafilaksije (teške alergijske reakcije koja ima brz početak i može da uzrokuje anafilaktični šok). Takođe, zmijski protivotrov veoma je skup.

Iz humanitarne organizacije „Wellcome“ procenjuju da jedna bočica zmijskog protivotrova trenutno košta 160 dolara, a da je za ceo tretman potrebno nekad i nekoliko doza. Sa druge strane, najviše žrtvi od ujeda zmija živi u ruralnim delovima Azije i Afrike. Kao da to nije dovoljno, na svetu postoji manje od polovine potrebnih protivotrova, a one koje imamo su odgovor za samo 60% vrsta zmija.

U tom kontekstu novo istraživanje bi moglo da ima dalekosežne rezultate, a omogućilo bi naučnicima da naprave biobanku organoida zmijskih žlezda za 600 i više otrovnih vrsta zmija, koji bi mogli da se koriste za proizvodnju neograničenih količina zmijskog otrova u laboratorijama, rekao je Klever.

- Sledeći korak je da iskoristimo ovo znanje i započnemo istraživanje novih zmijskih protivotrova koji se zasnivaju na molekularnom pristupu – kaže Klevers.

Da bi se stvorio protivotrov, genetske informacije i organoidna tehnologija mogu da se upotrebe za pravljenje specifičnih komponenti otrova koje nanose najveću štetu ljudskom organizmu i da se od njih proizvode monoklonska antitela koja oponašaju imunološki sistem tela pri borbi protiv otrova, što je metoda koja se već koristi u imunoterapijskim tretmanima kod lečenja raka i drugih bolesti, navod CNN.

Kleversova laboratorija sada planira da napravi organoide žlezda 50 najotrovnijih životinja na svetu i da ovu biobanku podele sa istraživačima širom sveta. U ovom trenutku imaju kapacitet da proizvedu jedan organoid nedeljno. Međutim, proizvodnja protivotrova nije područje u koje farmaceutske kompanije žele da ulažu, kaže Klevers.

Foto: Pixabay

Otrov je kompleksan koktel

Jedan od izazova za stvaranje sintetičkog protivotrova je i sama složenost načina na koji zmije onesposobe svoj plen. Otrov sadrži nekoliko različitih komponenti koje imaju različita dejstva.

Istraživači u Indiji složili su genom indijske kobre u pokušaju da dekodiraju njen otrov.

Istraživanje je objavljeno u časopisu „Nature Genetics“  ovog meseca i predstavlja najkompletniji genom koji je do sada sastavljen, a sadrži „recept“ za zmijski otrov, uspostavljajući vezu između zmijskih toksina i gena koji ih kodiraju. Tim je identifikovao 19 od 139 toksičnih gena - one koji nanose štetu ljudskom organizmu. To će pomoći da se napravi protivotrov iz žlezda jer će biti lakše da se prepoznaju pravi proteini.

Oba istraživanja zajedno mogu da olakšaju istraživanje da li se neki od moćnih molekula koji su u zmijskim otrovima mogu koristiti kao lekovi, omogućavajući zmijama da ostave svoj trag na ljudsko zdravlje na drugačiji način nego što im je priroda namenila – spasavajući živote.

Do sada, zmijski otrov je korišćen za pravljenje lekova protiv hipertenzije (visokog krvnog pritiska) i za srčana stanja kao što je angina.

(T. T.)