(CNN) Ha olyan szerencsétlen vagy, hogy egy mérges kígyó beléd mélyeszti a fogait, a legjobb reményed az ellenméreg, amelyet a viktoriánus idők óta ugyanúgy készítenek.

Ez a kígyóméreg kézzel történő fejését és kis adagokban lovakba vagy más állatokba történő befecskendezését jelenti, hogy immunválaszt váltson ki. Az állat vérét leveszik és megtisztítják, hogy a méreg ellen ható antitesteket nyerjenek.

Az ellenméreg ilyen módon történő előállítása rendetlen lehet, a veszélyről nem is beszélve. A folyamat hibalehetőségekkel jár, munkaigényes, és a kész szérum súlyos mellékhatásokkal járhat.

A szakértők már régóta jobb módszereket keresnek a kígyómarások kezelésére, amelyek naponta mintegy 200 ember halálát okozzák.

Most — végre — a tudósok az őssejtkutatást és a genom feltérképezést alkalmazzák ezen a régóta elhanyagolt kutatási területen. Azt remélik, hogy az ellenméreg előállítása a 21. századba lép, és végül évente több ezer, ha nem százezer életet menthet meg.

Hollandiai kutatók a laboratóriumban őssejtek segítségével létrehozták a Cape Coral Snake és nyolc másik kígyófaj méregtermelő mirigyeit. A kígyómirigyek miniatűr háromdimenziós másolatai által termelt méreganyagok szinte teljesen megegyeznek a kígyó mérgével – jelentette be a kutatócsoport csütörtökön.

Párhuzamos áttörésként indiai tudósok szekvenálták az indiai kobra genomját, az ország “négy nagy” kígyójának egyikét, amely az évi 50 ezer kígyómarás okozta haláleset nagy részéért felelős.

“Tényleg továbbléptek” – mondta Nick Cammack, a Wellcome brit orvosi kutatóintézet kígyómarással foglalkozó csoportjának vezetője. “Ezek hatalmas fejlesztések, mert a 2020-as év tudományát hozzák be egy olyan területre, amelyet eddig elhanyagoltak.”

A rákból a kígyóméregbe

Hans Clevers, az utrechti Hubrecht Institute for Developmental Biology and Stem Cell Research vezető kutatója soha nem számított arra, hogy laboratóriumában kígyóméreg előállítására fogja használni.

Egy évtizeddel ezelőtt feltalálta az emberi organoidok – az egyes betegek őssejtjeiből készített miniatűr szervek – előállításának technikáját. Ezek lehetővé tették az orvosok számára, hogy a gyógyszerek specifikus hatásait biztonságosan teszteljék a testen kívül, ami forradalmasította és személyre szabta az olyan területeket, mint a rákkezelés.

A tudósok reprodukálták a fokföldi korallkígyó méregmirigyét, itt látható a csehországi Olomouc állatkertjében 2018. május 11-én.

Miért döntött úgy, hogy egy kígyó méregmirigyét tenyésztik?

Clevers elmondta, hogy ez lényegében a laboratóriumában dolgozó három doktorandusz szeszélye volt, akik megunták az egér- és emberi vesék, májak és belek szaporítását. “Azt hiszem, leültek és megkérdezték maguktól, hogy mi a legikonikusabb állat, amit tenyészteni tudunk? Nem az embert vagy az egeret. Azt mondták, hogy a kígyónak kell lennie. A kígyóméregmirigy.”

“Feltételezték, hogy a kígyóknak ugyanúgy vannak őssejtjeik, mint az egereknek és az embereknek, de ezt még soha senki nem vizsgálta” – mondta Clevers.

Miután a kutatók beszereztek néhány megtermékenyített kígyótojást egy kereskedőtől, rájöttek, hogy képesek egy apró, őssejteket tartalmazó kígyószövetdarabot venni, és egy edényben ugyanazzal a növekedési faktorral táplálni, amit az emberi organoidoknál használtak – bár alacsonyabb hőmérsékleten -, hogy létrehozzák a méregmirigyeket. És azt találták, hogy ezek a kígyóorganoidok – apró, mindössze egy milliméter széles golyók – ugyanolyan toxinokat termelnek, mint a kígyóméreg.

A kígyóméreg mirigy organoidok mikroszkóp alatt./

“Ha felnyitjuk őket, rengeteg mérget kapunk. Amennyire meg tudjuk állapítani, ez azonos. Közvetlenül összehasonlítottuk ugyanannak a kígyófajnak a mérgével, és pontosan ugyanazokat az összetevőket találtuk” – mondta Clevers, aki a Cell című folyóiratban múlt héten megjelent tanulmány egyik szerzője volt.

A csapat genetikai szinten és működés szempontjából is összehasonlította a laboratóriumban előállított mérgüket a valódival, és azt találták, hogy az izomsejtek leálltak a tüzeléssel, amikor szintetikus mérgükkel érintkeztek.

Egy mérges szemüveges kobra, más néven indiai kobra (Naja Naja Naja) vagy fehér kobra látható egy festmény közelében a ketrecében a Kamla Nehru Zoológiai Kertben Ahmedabadban 2019. január 30-án.

Cellák és DNS, nem lovak

A jelenleg rendelkezésünkre álló, nem embereken, hanem lovakon előállított ellenszerek viszonylag nagy arányban váltanak ki mellékhatásokat, amelyek lehetnek enyhék, például kiütés és viszketés, vagy súlyosabbak, például anafilaxia. Ráadásul ezek drága szerek. A Wellcome becslése szerint egy fiola ellenméreg 160 dollárba kerül, és egy teljes kúra általában több fiolát igényel.

Még ha a rászorulók meg is engedhetik maguknak – a legtöbb kígyómarás áldozata Ázsia és Afrika vidéki területein él -, a világ a Wellcome szerint a szükséges ellenméregkészlet kevesebb mint felével rendelkezik. Ráadásul a világ mérges kígyóinak csak mintegy 60%-ára fejlesztettek ki ellenmérget.

Ebben az összefüggésben az új kutatásnak messzemenő következményei lehetnek, lehetővé téve a tudósok számára, hogy a mintegy 600 mérges kígyófajból származó kígyómirigy-organoidok biobankját hozzák létre, amelyből laboratóriumban korlátlan mennyiségű kígyóméreg állítható elő, mondta Clevers.

“A következő lépés az, hogy mindezt a tudást felhasználva új, molekulárisabb megközelítést alkalmazó ellenmérgek vizsgálatába kezdjünk” – mondta Clevers.

Az ellenméreg létrehozásához a genetikai információkat és az organoid technológiát arra lehetne használni, hogy a legnagyobb kárt okozó specifikus méregkomponenseket előállítsák – és ezekből monoklonális antitesteket állítsanak elő, amelyek a szervezet immunrendszerét utánozzák a méreg ellen, ezt a módszert már alkalmazzák a rák és más betegségek immunterápiás kezelésében.

“Ez egy nagyszerű új módja a méreggel való munkának az új kezelések és az ellenméreg kifejlesztése szempontjából. A kígyókról nagyon nehéz gondoskodni” – mondta Cammack, aki nem vett részt a kutatásban.

Clevers elmondta, hogy laboratóriuma most azt tervezi, hogy méregmirigy-organoidokat készít a világ 50 legmérgesebb állatából, és ezt a biobankot világszerte meg fogják osztani a kutatókkal. Jelenleg Clevers elmondta, hogy hetente egyet tudnak előállítani az organoidokból.

Az ellenméreg előállítása azonban nem olyan terület, amelybe a gyógyszeripari vállalatok hagyományosan nem szívesen fektetnek be, mondta Clevers.

A kampányolók gyakran rejtett egészségügyi válságként írják le a kígyómarásokat, mivel a kígyómarások világszerte több embert ölnek meg, mint a prosztatarák és a kolera, mondta Cammack.

“A szenvedő országokban nincs pénz. Ne becsüljük alá, hogy hány ember hal meg. A cápák évente körülbelül 20-at ölnek meg. A kígyók 100 vagy 150 ezer embert ölnek meg” – mondta Clevers.

“Alapvetően rákkutató vagyok, és megdöbbent a különbség a rákkutatásba és ebbe a kutatásba történő befektetések között”.

A méreg egy összetett koktél

A szintetikus ellenméreg előállításának egyik kihívása az a puszta komplexitás, ahogyan a kígyó hatástalanítja zsákmányát. Mérge több különböző összetevőt tartalmaz, amelyeknek különböző hatásuk van.

Indiában kutatók szekvenálták az indiai kobra genomját, hogy megpróbálják megfejteni a mérget.

A Nature Genetics című folyóiratban e hónap elején megjelent tanulmány a legteljesebb összeállított kígyógenom, és tartalmazza a kígyóméreg genetikai receptjét, megteremtve a kapcsolatot a kígyó mérgei és az azokat kódoló gének között. Ez nem egy egyszerű koktél — a csapat a 139 toxingénből 19 gént azonosított, mint az emberben kárt okozó géneket.

“Ez az első alkalom, hogy egy orvosilag nagyon fontos kígyót ilyen részletesen feltérképeztek” – mondta Somasekar Seshagiri, a SciGenom Research Foundation, egy indiai nonprofit kutatóközpont elnöke.

“Ez létrehozza a kígyó tervrajzát, és segít nekünk a méregmirigyekből származó információkhoz jutni”. Csapata legközelebb a fűrészes vipera, a közönséges krait és a Russell-vipera – India “nagy négyesének” többi tagja – genomját térképezi fel. Ez segíthet abban, hogy a mirigyekből ellenméreg készüljön, mivel könnyebb lesz azonosítani a megfelelő fehérjéket.

A két áttörés együttesen azt is megkönnyíti, hogy felfedezzük, hogy a kígyóméregben található hatásos molekulák némelyike önmagában is megérné, hogy gyógyszerként kutassák fel – így a kígyók a természet szándékától eltérő módon – életmentéssel – nyomot hagyhatnak az emberi egészségen.

A kígyóméregből eddig olyan gyógyszereket állítottak elő, amelyek a magas vérnyomás (kórosan magas vérnyomás) és az olyan szívbetegségek, mint az angina pectoris kezelésére szolgálnak.

“Amellett, hogy ijesztő, a méreg elképesztően hasznos” – mondta Seshagari.