Få mennesker, der sandsynligvis er klar over, at amebocytes fra horseshoe krabber er uundværlig for moderne medicin. De er den eneste kendte kilde til Limulus Amebocyte Prøve (LAL), et reagens ekstraordinært følsomme over for liposaccharide toksiner produceret af Gram-negative bakterier, som er ansvarlige for 80% af tilfælde af livstruende sepsis hos mennesker.

hvert år dør omkring 11 millioner mennesker af sepsis over hele verden., Siden FDA ‘ s godkendelse i 1977 har Lal-assayet været standardtesten for kontaminering af medicinsk udstyr med Gram-negative bakterier. Men ethvert forsøg på at bruge LAL til at påvise disse bakterier i blodet hos humane patienter har hidtil svigtet på grund af tilstedeværelsen af stoffer i blod, der hæmmer testen. Kombineret med bekymring over virkningerne af høst af hesteskokrabber til Lal-produktion har det medicinske samfund haft to store problemer at overvinde med denne teknik., Men en ny undersøgelse,” Horseshoe Crab a Aquacultureuaculture as a Sustainable Endoto .in Testing Source”, der netop er offentliggjort i Frontiers in Marine Science, kan have fundet svaret, ifølge forskere.

“Hestesko krabbe (HSC) dyr er kilden til Limulus amebocyte prøve (LAL), en kritisk komponent i sterilitet-test, der sikrer, medicin og medicinsk udstyr sikkerhed for millioner af patienter hvert år., Vilde HSC-populationer er faldet som et resultat af dets anvendelse som hvalk-og ål agn, miljøændringer, og dens fangst og blødning for hæmolymfe fra den biomedicinske industri, hvilket udgør betydelige risici for arternes levedygtighed og Lal-råvareforsyningskæden. Vi designede et kontrolleret akvakulturhabitat til mand HSCs og vurderede virkningerne af fangenskab på sundhedsmarkører (f.amebocytdensitet, hæmocyaninniveauer og LAL-aktivitet)., Vi fandt, at HSC-akvakultur var praktisk mulig med rutinemæssig hemolymph-høst, hvilket resulterede i høj LAL-kvalitet, samtidig med at dyrenes velvære sikres med 100% HSC-overlevelse. Yderligere afslørede hemolymph-høstning med lav effekt via et indbygget kateter hurtig amebocyt-rebound-kinetik efter på hinanden følgende 10% hæmolymfekstraktioner. Bæredygtige forsyninger af LAL kunne også tilpasses til at tackle skræmmende tendenser inden for septikæmi og antimikrobiel resistens, ” skriver efterforskerne.,

“LAL er unikt følsom og specifik for gram-negative bakterier, som repræsenterer 70-80% af patogener, der typisk fører til sepsis. Men uberegnelige resultater forbundet med interfererende stoffer plaget bestræbelser på at tilpasse LAL til klinisk brug i fortiden. Vi rapporterer udviklingen af et nyt Lal-baseret assay, der kan detektere gram-negative bakterier og endotoksiner i humant blod uden indblanding ved hjælp af akvakultur-afledt LAL., Baseret på denne forskning, bæredygtig LAL produktion fra akvakultur, der potentielt kunne opfylde industriens behov med en brøkdel af et år løbende opsamling via året rundt høst fra en begrænset gruppe af HSCs og udvide råmaterialer, forbrugsstoffer for potentielle fremtidige kliniske anvendelser.”

“Vi ønskede at finde en måde at holde hestesko krabber sund i laboratoriet, på en sådan måde, at vi kunne regelmæssigt og pålideligt få LAL fra dem til medicinske tests, mens at sikre deres velbefindende, så meget som muligt., Nu hvor vi har formået dette, er det ikke længere nødvendigt at høste dem fra havet, ” siger Lee Robertson, direktør for videnskabelig kommunikation og operationer hos Kepley BioSystems. Dette team arbejdede i samarbejde med forskere fra Joint School of Nanoscience og Nanoengineering i Greensboro, NC.,

“Vi viser også, at LAL fra sunde og velnærede hestesko krabber i akvakultur er af en højere kvalitet, som for første gang gør det muligt at gøre hurtig, billig og præcis LAL analyser på specielt behandlet humant blod,” understreger Robertson, der tilføjer, at disse er velkommen resultater for patienterne i risiko for livstruende sepsis, og også for en horseshoe krabber, da den nuværende høst praksis, er næppe holdbar.,

hvert år høstes op til 600.000 individer af Den Atlantiske hesteskoskrabbe Limulus polyphemus i USA alene til transport til laboratoriet, blødning for at ekstrahere amebocytter til lalproduktion og efterfølgende tilbagevenden til havet. Medmindre de dør af proceduren, som har en anslået dødelighed på 30%. L. polyphemus høstes typisk i gydesæsonen (maj–juni), når de er ekstra sårbare på grund af stress ved parring og reproduktion., Denne praksis lægger et betydeligt pres på vilde populationer, der allerede er klassificeret som en sårbar art, der er i fare for fragmentering af levesteder, global opvarmning, og høst som råmateriale til ål og hvalke.

men ifølge den nye metode, der er beskrevet her, kan amebocytter ekstraheres op til 24 gange om året fra L. polyphemus holdes langsigtet i akvakultur, hvilket afskaffer behovet for at høste dem fra havet. Forfatterne beregner, at en enkelt kohorte på 45.000 L., polyfemus i akvakultur ville give nok LAL til alle aktuelle behov og endda tillade dets anvendelse i nye kliniske anvendelser, især til hurtige sterilitetstest på humant blod.

for at opnå denne nye metode udviklede teamet et recirkulerende akvakultursystem til at huse L. Polyphemus. For at muliggøre regelmæssige udtræk af amebocytes, de blev forsigtigt immobiliseret (under badning deres gæller i saltvand), mens et begrænset intravaskulær kateter var implanteret gennem perikardiel membraner under sterile forhold., Der blev gjort alt for at beskytte deres velbefindende så meget som muligt: hele proceduren havde en nul dødelighed, og dyrene viste hele spektret af naturlig adfærd inden for akvakultur, samtidig med at deres kropsvægt blev opretholdt. Regelmæssig kropskontrol og biokemisk og cellesammensætning analyse af deres blod viste sig yderligere, at de forblev sunde hele vejen igennem.

“denne undersøgelse gav en enorm mulighed for at forbedre forholdene for en truet dyreart, der er iboende forbundet med menneskers sundhed,” siger Rachel Tinker-Kulberg, ph.d., undersøgelsens hovedforfatter., “Med en omhyggeligt udviklet diæt og streng overvågning var vi glade for at se sundhedsparametrene og blodkvaliteten reagere positivt. Vi har en betydelig fordel i forhold til de nuværende Lal-indsamlingsmetoder, idet vores akvakultur-afledte LAL har mindre variation fra batch til batch, og det er en mere bæredygtig tilgang, der giver et mere pålideligt og højere kvalitetsprodukt. Hesteskokrabberne er fortsat livlige og aktive i deres nye miljø og lægger endda æg.”

Tests viste, at LAL fremstillet af L., polyphemus i akvakultur har en tendens til at have en højere aktivitet end lyofiliseret og konserveret LAL fra kommercielle kits. Dette antyder, at denne friske LAL har en større koncentration af koagulationsfaktorer, der er nødvendige for forsvar mod sygdomsfremkaldende bakterier, formodentlig fordi dyr i akvakultur er bedre fodret og sundere.

resultaterne viser, at Lal afledt af akvakultur kan bruges til at detektere endotoksiner i humant blod., Den nye blodanalyse (beskrevet mere detaljeret i en kommende undersøgelse af de samme forfattere) var tilstrækkelig følsom til at detektere toksiner i det klinisk relevante interval på 1-500.000 kolonidannende enheder (CFU) pr.

“LAL er aldrig før blevet brugt til patientdiagnostik på grund af krydsreaktivitet og hæmmere i humant blod., Ved hjælp af høj kvalitet og potent LAL fra akvakultur, har vi nu udviklet en metode, der gør blodprøver kompatibel med LAL-analysen, så det for første gang at blive anvendt i begyndelsen, potentielt livreddende detektion af bakterier og svampe i blod,” siger Anthony Dellinger, Ph.d., formand for Kepley BioSystems.

“infektionssygdom er i vores daglige overskrifter, og blodbårne bakterieinfektioner, der fører til sepsis, er den største årsag til utidige dødsfald over hele verden. Menneskeheden er nu gået ind i en æra med patogen smitte, der kræver diagnostiske og terapeutiske gennembrud af note., Vores akvakulturmetode sparer ikke kun risikopopulationer af hesteskokrabber: den giver også LAL, der endelig kan bruges i en hurtig, overkommelig, og ultrafølsom analyse til de tidlige stadier af sepsis, når tiden er afgørende for at redde patienters liv.”