(CNN) Als je de pech hebt dat een giftige slang zijn giftanden in je laat zinken, is je beste hoop een tegengif, dat al sinds de Victoriaanse tijd op dezelfde manier wordt gemaakt.

Het houdt in dat slangengif met de hand wordt gemolken en in kleine doses bij paarden of andere dieren wordt ingespoten om een immuunrespons op te wekken. Het bloed van het dier wordt afgenomen en gezuiverd om antilichamen te verkrijgen die tegen het gif werken.

Het produceren van antigif op deze manier kan rommelig worden, om niet te zeggen gevaarlijk. Het proces is foutgevoelig, bewerkelijk en het afgewerkte serum kan leiden tot ernstige bijwerkingen.

Experts hebben lang aangedrongen op betere manieren om slangenbeten te behandelen, die zo’n 200 mensen per dag doden.

Nu — eindelijk — passen wetenschappers stamcelonderzoek en het in kaart brengen van het genoom toe op dit lang genegeerde onderzoeksgebied. Zij hopen dat dit de produktie van antigif in de 21e eeuw zal brengen en uiteindelijk duizenden, zo niet honderdduizenden, levens per jaar zal redden.

Onderzoekers in Nederland hebben gifproducerende klieren van de Cape Coral Snake en acht andere slangensoorten in het lab gecreëerd, met behulp van stamcellen. Het gif dat door de miniatuur 3-D replica’s van slangenklieren wordt geproduceerd, is vrijwel identiek aan het gif van de slang, kondigde het team donderdag aan.

In een parallelle doorbraak hebben wetenschappers in India het genoom van de Indiase cobra gesequenced, een van de “grote vier” slangen van het land die verantwoordelijk zijn voor de meeste van de 50.000 slangenbeten die India per jaar ziet sterven.

“Ze hebben het spel echt verder gebracht,” zei Nick Cammack, hoofd van het slangenbeten-team bij de Britse liefdadigheidsinstelling voor medisch onderzoek Wellcome. “

Van kanker naar slangengif

Hans Clevers, hoofdonderzoeker aan het Hubrecht Instituut voor Ontwikkelingsbiologie en Stamcelonderzoek in Utrecht, had nooit verwacht dat hij zijn lab zou gebruiken om slangengif te maken.

Een decennium geleden vond hij de techniek uit om menselijke organoïden te maken – miniatuurorganen gemaakt van de stamcellen van individuele patiënten. Ze hebben artsen in staat gesteld om de specifieke effecten van geneesmiddelen veilig buiten het lichaam te testen, iets dat een revolutie teweeg heeft gebracht en gepersonaliseerde gebieden zoals de behandeling van kanker.

De wetenschappers hebben de gifklier van de Kaapse koraalslang gereproduceerd, hier te zien in de dierentuin van Olomouc, Tsjechië, op 11 mei 2018.

Dus waarom besloot hij een slangengifklier te kweken?

Clevers zei dat het in wezen een bevlieging was van drie promovendi die in zijn lab werkten en die verveeld waren geraakt van het reproduceren van muizen- en menselijke nieren, levers en ingewanden. “Ik denk dat ze gingen zitten en zich afvroegen wat het meest iconische dier is dat we kunnen kweken? Niet de mens of de muis. Ze zeiden dat het de slang moest zijn. De gifklier van de slang.”

“Ze namen aan dat slangen stamcellen zouden hebben op dezelfde manier als muizen en mensen stamcellen hebben, maar niemand had dit ooit onderzocht,” zei Clevers.

Na het bemachtigen van een aantal bevruchte slangeneieren van een handelaar, ontdekten de onderzoekers dat ze in staat waren om een klein stukje slangenweefsel, dat stamcellen bevat, te nemen en het te voeden in een schaal met dezelfde groeifactor die ze gebruikten voor menselijke organoïden – zij het bij een lagere temperatuur – om de gifklieren te creëren. En zij ontdekten dat deze slang organoïden – kleine bolletjes van slechts een millimeter breed – dezelfde toxinen produceerden als het slangengif.

De slangengifklierorganoïden gezien onder een microscoop./

“Open ze en je hebt een heleboel gif. Voor zover we kunnen zeggen, is het identiek. We hebben het rechtstreeks vergeleken met het gif van dezelfde slangensoort en we vinden precies dezelfde componenten,” zei Clevers, die auteur was van het artikel dat vorige week in het tijdschrift Cell verscheen.

Het team vergeleek hun in het lab gemaakte gif met het echte op genetisch niveau en in termen van functie, en ontdekte dat spiercellen stopten met vuren bij blootstelling aan hun synthetische gif.

Een giftige brilcobra, ook bekend als Indiase cobra (Naja Naja) of witte cobra, wordt gezien in de buurt van een schilderij binnen zijn verblijf in de Kamla Nehru Zoological Garden in Ahmedabad op 30 januari 2019.

Cellen en DNA, geen paarden

De huidige antigifmiddelen waarover we beschikken, geproduceerd in paarden en niet in mensen, veroorzaken relatief hoge percentages bijwerkingen, die mild kunnen zijn, zoals huiduitslag en jeuk, of ernstiger, zoals anafylaxie. Het is ook duur spul. Wellcome schat dat een flesje tegengif 160 dollar kost, en voor een volledige kuur zijn meestal meerdere flesjes nodig.

Zelfs als de mensen die het nodig hebben het zich kunnen veroorloven – de meeste slachtoffers van slangenbeten wonen op het platteland van Azië en Afrika – heeft de wereld minder dan de helft van de voorraad tegengif die het nodig heeft, volgens Wellcome. Plus antigif is ontwikkeld voor slechts ongeveer 60% van ’s werelds giftige slangen.

In deze context zou het nieuwe onderzoek verstrekkende gevolgen kunnen hebben, waardoor wetenschappers een biobank van slangenklierorganoïden van de 600 of zo giftige slangensoorten kunnen creëren die kunnen worden gebruikt om onbeperkte hoeveelheden slangengif in een lab te produceren, zei Clevers.

“De volgende stap is om al die kennis te nemen en te beginnen met het onderzoeken van nieuwe tegengiffen die een meer moleculaire aanpak hebben,” zei Clevers.

Om een tegengif te creëren, zou genetische informatie en organoïde-technologie kunnen worden gebruikt om de specifieke gifcomponenten te maken die de meeste schade veroorzaken – en daaruit monoklonale antilichamen produceren, die het immuunsysteem van het lichaam nabootsen, om het gif te bestrijden, een methode die al wordt gebruikt in immunotherapiebehandelingen voor kanker en andere ziekten.

“Het is een geweldige nieuwe manier om met gif te werken in termen van het ontwikkelen van nieuwe behandelingen en het ontwikkelen van tegengif. Slangen zijn erg moeilijk om voor te zorgen,” zei Cammack, die niet betrokken was bij het onderzoek.

Clevers zei dat zijn lab nu van plan is om gifklier-organoïden te maken van ’s werelds 50 meest giftige dieren en ze zullen deze biobank delen met onderzoekers wereldwijd. Op dit moment, zei Clevers, zijn ze in staat om de organoïden te produceren met een snelheid van één per week.

Maar het produceren van tegengif is niet een gebied waarin farmaceutische bedrijven van oudsher graag investeren, zei Clevers

Campagnevoerders beschrijven slangenbeten vaak als een verborgen gezondheidscrisis, met slangenbeten die wereldwijd meer mensen doden dan prostaatkanker en cholera, zei Cammack.

“Er is geen geld in de landen die lijden. Onderschat niet hoeveel mensen er sterven. Haaien doden er ongeveer 20 per jaar. Slangen doden er 100.000 of 150.000,” zei Clevers.

“Ik ben een kankeronderzoeker in wezen en ik ben ontzet door het verschil in investeringen in kankeronderzoek en dit onderzoek.”

Gif is een complexe cocktail

Een uitdaging bij het maken van synthetisch tegengif is de pure complexiteit van hoe een slang zijn prooi uitschakelt. Haar gif bevat verschillende componenten die verschillende effecten hebben.

Onderzoekers in India hebben het genoom van de Indiase cobra gesequeneerd, in een poging het gif te ontcijferen.

Gepubliceerd in het tijdschrift Nature Genetics eerder deze maand, is dit het meest complete slangengenoom dat is verzameld en bevat het genetische recept voor het slangengif, waarbij het verband is gelegd tussen het gif van de slang en de genen die ze coderen. Het is geen eenvoudige cocktail – het team identificeerde 19 van de 139 toxinegenen als degenen die verantwoordelijk zijn voor het veroorzaken van schade bij de mens.

“Het is de eerste keer dat een zeer medisch belangrijke slang zo gedetailleerd in kaart is gebracht,” zei Somasekar Seshagiri, voorzitter van SciGenom Research Foundation, een non-profit onderzoekscentrum in India.

“Het creëert de blauwdruk van de slang en helpt ons om de informatie uit de gifklieren te krijgen.” Vervolgens zal zijn team de genomen van de zaagschubadder, de gewone krait en de Russell’s adder in kaart brengen – de rest van India’s “grote vier”. Dit zou kunnen helpen bij het maken van antigif uit de klieren, omdat het gemakkelijker zal zijn om de juiste eiwitten te identificeren.

In tandem, zullen beide doorbraken het ook gemakkelijker maken om te ontdekken of sommige van de krachtige moleculen in slangengif zelf de moeite waard zijn om te prospecteren als geneesmiddelen – waardoor slangen hun stempel kunnen drukken op de menselijke gezondheid op een andere manier dan hoe de natuur het bedoeld heeft – door levens te redden.

Slangengif is gebruikt om geneesmiddelen te maken die hypertensie (abnormaal hoge bloeddruk) en hartaandoeningen zoals angina pectoris behandelen.

“Gif is niet alleen eng, het is ook verbazingwekkend nuttig,” zei Seshagari.