(CNN) Pokud máte tu smůlu, že do vás jedovatý had zaboří své tesáky, vaší nejlepší nadějí je protijed, který se stejným způsobem vyrábí již od viktoriánských dob.

Jedná se o ruční dojení hadího jedu a jeho vstřikování koním nebo jiným zvířatům v malých dávkách, které mají vyvolat imunitní reakci. Zvířeti se odebere krev, která se přečistí, aby se získaly protilátky působící proti jedu.

Produkce protijedu tímto způsobem může být nepřehledná, nemluvě o nebezpečí. Proces je náchylný k chybám, pracný a hotové sérum může mít vážné vedlejší účinky.

Experti již dlouho volají po lepších způsobech léčby hadích uštknutí, která denně zabijí asi 200 lidí.

Nyní — konečně — vědci uplatňují výzkum kmenových buněk a mapování genomu v této dlouho opomíjené oblasti výzkumu. Doufají, že díky tomu se výroba protijedů dostane do 21. století a v konečném důsledku zachrání tisíce, ne-li statisíce životů ročně.

Výzkumníci v Nizozemsku vytvořili v laboratoři pomocí kmenových buněk žlázy produkující jed z korálovky kapské a dalších osmi druhů hadů. Toxiny produkované miniaturními trojrozměrnými replikami hadích žláz jsou téměř identické s hadím jedem, oznámil tým ve čtvrtek.

Souběžně s tím vědci v Indii sekvencovali genom kobry indické, jednoho z hadů „velké čtyřky“, kteří mají na svědomí většinu z 50 000 úmrtí na hadí uštknutí, k nimž v Indii ročně dochází.

„Skutečně posunuli hru kupředu,“ řekl Nick Cammack, vedoucí týmu pro hadí uštknutí v britské lékařské výzkumné charitě Wellcome. „Jde o obrovský pokrok, protože přináší vědu roku 2020 do oblasti, která byla zanedbávána.“

Od rakoviny k hadímu jedu

Hans Clevers, hlavní výzkumník v Hubrechtově institutu pro vývojovou biologii a výzkum kmenových buněk v Utrechtu, nikdy nečekal, že bude ve své laboratoři vyrábět hadí jed.

Před deseti lety vynalezl techniku výroby lidských organoidů – miniaturních orgánů vyrobených z kmenových buněk jednotlivých pacientů. Ty umožnily lékařům testovat specifické účinky léků bezpečně mimo tělo, což přineslo revoluci a personalizaci oblastí, jako je léčba rakoviny.

Vědci reprodukovali jedovou žlázu korálovky kapské, kterou zde vidíte v Zoo Olomouc, Česká republika, 11. května 2018.

Proč se tedy rozhodl kultivovat hadí jedovou žlázu?

Clevers řekl, že to byl v podstatě rozmar tří doktorandů pracujících v jeho laboratoři, které už nudilo rozmnožování myších a lidských ledvin, jater a vnitřností. „Myslím, že si sedli a zeptali se sami sebe, jaké nejikoničtější zvíře můžeme kultivovat? Ne člověka nebo myš. Řekli si, že to musí být had. Hadí jedová žláza.“

„Předpokládali, že hadi budou mít kmenové buňky stejně jako myši a lidé, ale nikdo to nikdy nezkoumal,“ řekl Clevers.

Po získání několika oplodněných hadích vajíček od obchodníka vědci zjistili, že jsou schopni vzít malý kousek hadí tkáně obsahující kmenové buňky a vyživovat ho v misce se stejným růstovým faktorem, jaký používali pro lidské organoidy – i když při nižší teplotě – a vytvořit jedové žlázy. A zjistili, že tyto hadí organoidy – malé kuličky široké pouhý jeden milimetr – produkují stejné toxiny jako hadí jed.

The snake venom gland organoids as seen under a microscope./

„Otevřete je a máte spoustu jedu. Pokud můžeme říct, je totožný. Porovnali jsme ho přímo s jedem stejného druhu hada a našli jsme naprosto stejné složky,“ řekl Clevers, který byl autorem článku, který minulý týden vyšel v časopise Cell.

Tým porovnal svůj laboratorně vyrobený jed se skutečným na genetické úrovni a z hlediska funkce a zjistil, že svalové buňky přestaly střílet, když byly vystaveny jejich syntetickému jedu.

Jedovatá kobra brýlatá, známá také jako kobra indická (Naja Naja) nebo bílá kobra, je vidět u obrazu uvnitř svého výběhu v zoologické zahradě Kamla Nehru v Ahmedábádu 30. ledna 2019.

Buňky a DNA, ne koně

Současné protijedy, které máme k dispozici a které se vyrábějí na koních, nikoli na lidech, vyvolávají poměrně vysokou míru nežádoucích reakcí, které mohou být mírné, jako je vyrážka a svědění, nebo závažnější, jako je anafylaxe. Je to také drahý materiál. Společnost Wellcome odhaduje, že jedna lahvička protijedu stojí 160 dolarů a na celou kúru je obvykle potřeba více lahviček.

I když si ho lidé, kteří ho potřebují, mohou dovolit – většina obětí hadího uštknutí žije na venkově v Asii a Africe – podle společnosti Wellcome má svět méně než polovinu zásob protijedu, které potřebuje. Navíc protijedy byly vyvinuty pouze pro přibližně 60 % jedovatých hadů na světě.

V této souvislosti by nový výzkum mohl mít dalekosáhlé důsledky, protože by vědcům umožnil vytvořit biobanku organoidů hadích žláz z přibližně 600 druhů jedovatých hadů, které by mohly být použity k výrobě neomezeného množství hadího jedu v laboratoři, řekl Clevers.

„Dalším krokem je využít všechny tyto poznatky a začít zkoumat nové protijedy, které budou mít více molekulární přístup,“ řekl Clevers.

K vytvoření protijedu by se mohla použít genetická informace a technologie organoidů k vytvoření specifických složek jedu, které způsobují největší škody – a z nich vyrobit monoklonální protilátky, které napodobují imunitní systém těla, aby bojovaly proti jedu, což je metoda, která se již používá při imunoterapeutické léčbě rakoviny a dalších nemocí.

„Je to skvělý nový způsob práce s jedem z hlediska vývoje nových léčebných postupů a vývoje protijedů. O hady je velmi obtížné pečovat,“ řekl Cammack, který se na výzkumu nepodílel.

Clevers uvedl, že jeho laboratoř nyní plánuje vytvořit organoidy jedových žláz z 50 nejjedovatějších zvířat na světě a tuto biobanku budou sdílet s vědci po celém světě. V současné době jsou podle Cleverse schopni vyrábět organoidy rychlostí jeden týdně.

Výroba protijedu však není oblastí, do které by farmaceutické společnosti tradičně rády investovaly, řekl Clevers

Kampaně často popisují hadí uštknutí jako skrytou zdravotní krizi, přičemž hadí uštknutí zabíjí na celém světě více lidí než rakovina prostaty a cholera, řekl Cammack.

„V zemích, které trpí, nejsou žádné peníze. Nepodceňujte, kolik lidí umírá. Žraloci jich zabijí asi 20 ročně. Hadi zabijí 100 000 nebo 150 000 lidí,“ řekl Clevers.

„V podstatě se zabývám výzkumem rakoviny a jsem zděšen rozdílem v investicích do výzkumu rakoviny a tohoto výzkumu.“

Jed je složitý koktejl

Jedním z problémů při výrobě syntetického protijedu je samotná složitost toho, jak had zneškodní svou kořist. Jeho jed obsahuje několik různých složek, které mají různé účinky.

Výzkumníci v Indii sekvencovali genom kobry indické ve snaze rozluštit její jed.

Publikace zveřejněná v časopise Nature Genetics na začátku tohoto měsíce je nejkompletnějším sestaveným hadím genomem a obsahuje genetický recept na hadí jed, čímž se stanoví spojení mezi hadími toxiny a geny, které je kódují. Není to jednoduchý koktejl – tým identifikoval 19 genů ze 139 genů pro toxiny jako ty, které jsou zodpovědné za způsobování škod u člověka.

„Je to poprvé, co byl takto podrobně zmapován velmi důležitý had z lékařského hlediska,“ řekl Somasekar Seshagiri, prezident SciGenom Research Foundation, neziskového výzkumného centra v Indii.

„Vytváří to plán hada a pomáhá nám to získat informace z jedových žláz.“ Dále bude jeho tým mapovat genomy zmije pilovité, kraita obecného a zmije Russellovy – zbývajících indických „velkých čtyř“. To by mohlo pomoci při výrobě protijedu z těchto žláz, protože bude snazší identifikovat správné bílkoviny.

V tandemu oba průlomové objevy také usnadní zjištění, zda některé ze silných molekul obsažených v hadím jedu samy o sobě nestojí za to, aby byly zkoumány jako léky – což hadům umožní, aby se na lidském zdraví podíleli jiným způsobem, než jak to zamýšlela příroda – záchranou životů.

Hadí jed byl použit k výrobě léků, které léčí hypertenzi (abnormálně vysoký krevní tlak) a srdeční onemocnění, jako je angina pectoris.

„Kromě toho, že je jed děsivý, je také úžasně užitečný,“ řekl Seshagari.