Peu de gens sont conscients que amebocytes de limules sont indispensables pour la médecine moderne. Ils sont la seule source connue de lysat D’Amébocytes de Limulus (LAL), un réactif extraordinairement sensible aux toxines liposaccharidiques produites par les bactéries à Gram négatif, responsables de 80% des cas de septicémie potentiellement mortelle chez l’homme.

Chaque année, environ 11 millions de personnes meurent de septicémie dans le monde entier., Depuis son approbation par la FDA en 1977, le test LAL est le test standard de contamination des dispositifs médicaux par des bactéries à Gram négatif. Mais chaque tentative d’utiliser LAL pour détecter ces bactéries dans le sang de patients humains a échoué jusqu’à présent, en raison de la présence de substances dans le sang qui inhibent le test. Combiné aux préoccupations concernant les impacts de la récolte de crabes en fer à cheval pour la production de LAL, la communauté médicale a eu deux problèmes majeurs à surmonter avec cette technique., Mais une nouvelle étude, « horseshoe Crab Aquaculture as a Sustainable Endotoxin Testing Source” vient de publier dans Frontiers in Marine Science peut avoir trouvé la réponse, selon les scientifiques.

 » l’hémolymphe du Crabe en fer à cheval (HSC) est la source du lysat D’amébocytes de Limulus (LAL), un composant essentiel dans les tests de stérilité qui assure la sécurité des médicaments et des dispositifs médicaux pour des millions de patients chaque année., Les populations sauvages de CSH ont diminué en raison de son utilisation comme appât de buccin et d’anguille, des changements environnementaux et de sa capture et de son saignement pour l’hémolymphe par l’industrie biomédicale, posant ainsi des risques importants pour la viabilité des espèces et la chaîne d’approvisionnement en matières premières LAL. Nous avons conçu un habitat d’aquaculture contrôlé pour reproduire les CSH et évalué les effets de la captivité sur les marqueurs de santé (p. ex., la densité d’amébocytes, les niveaux d’hémocyanine et l’activité LAL)., Nous avons constaté que L’aquaculture HSC était praticable, la récolte systématique de l’hémolymphe se traduisant par une qualité LAL élevée, tout en préservant le bien-être des animaux avec une survie HSC à 100%. De plus, la récolte d’hémolymphe à faible impact via un cathéter à demeure a révélé une cinétique de rebond rapide des amébocytes après des extractions consécutives de 10% d’hémolymphe. L’approvisionnement durable en LAL pourrait également être adapté pour faire face aux tendances décourageantes de la septicémie et de la résistance aux antimicrobiens”, écrivent les chercheurs.,

« LAL est particulièrement sensible et spécifique pour les bactéries gram-négatives, qui représentent 70-80% des agents pathogènes qui conduisent généralement à la septicémie. Cependant, les résultats erratiques associés aux substances interférantes ont entravé les efforts visant à adapter LAL à un usage clinique dans le passé. Nous rapportons le développement d’un nouveau test à base de LAL qui peut détecter les bactéries gram négatives et les endotoxines dans le sang humain sans interférence en utilisant Lal dérivé de l’aquaculture., Sur la base de cette recherche, la production durable de LAL provenant de l’aquaculture pourrait potentiellement satisfaire les besoins de l’industrie avec une fraction de la capture actuelle d’une année via la récolte toute l’année à partir d’une cohorte finie de CSH et élargir les approvisionnements en matières premières pour de futures applications cliniques potentielles. »

 » Nous voulions trouver un moyen de garder les crabes fer à cheval en bonne santé en laboratoire, de manière à pouvoir obtenir régulièrement et de manière fiable LAL d’eux pour des tests médicaux tout en préservant leur bien-être autant que possible., Maintenant que nous avons géré cela, les récolter dans l’océan ne sera plus nécessaire”, explique Lee Robertson, directeur de la communication scientifique et des opérations chez Kepley BioSystems. Cette équipe a travaillé en collaboration avec des chercheurs de la Joint School of Nanoscience and Nanoengineering de Greensboro, en Caroline du Nord.,

« Nous montrons également que le LAL provenant de crabes fer à cheval sains et bien nourris en aquaculture est de meilleure qualité, ce qui permet pour la première fois de réaliser des tests Lal rapides, abordables et précis sur du sang humain spécialement traité”, souligne Robertson, ajoutant que ces résultats sont les bienvenus pour les patients humains à risque de septicémie potentiellement mortelle, ainsi que pour les crabes fer à cheval, car les pratiques actuelles de récolte ne sont guère durables.,

chaque année, Jusqu’à 600 000 individus de Limulus polyphemus, crabe du fer à cheval de l’Atlantique, sont récoltés aux États-Unis uniquement pour être transportés au laboratoire, saigner pour extraire les amébocytes pour la production de LAL, puis retourner dans l’océan. À moins qu’ils ne meurent de la procédure, qui a un taux de mortalité estimé à 30%. Les L. polyphemus sont généralement récoltés pendant la saison de frai (Mai-Juin), quand ils sont extrêmement vulnérables en raison du stress de l’accouplement et de la reproduction., Ces pratiques exercent une pression considérable sur les populations sauvages, déjà classées comme espèces vulnérables en péril en raison de la fragmentation de l’habitat, du réchauffement climatique et de la récolte comme matière première pour les anguilles et les buccins.

Mais selon la nouvelle méthode décrite ici, les amébocytes peuvent être extraits jusqu’à 24 fois par an de L. polyphemus maintenu à long terme en aquaculture, éliminant ainsi la nécessité de les récolter dans l’océan. Les auteurs calculent qu’une seule cohorte de 45 000 L., polyphemus en aquaculture donnerait suffisamment de LAL pour tous les besoins actuels, et permettrait même son utilisation dans de nouvelles applications cliniques, en particulier pour les tests rapides de stérilité sur le sang humain.

Pour réaliser cette nouvelle méthode, l’équipe a développé un système d’aquaculture à recirculation pour loger L. Polyphemus. Pour permettre une extraction régulière des amébocytes, ils ont été doucement immobilisés (tout en baignant leurs branchies dans l’eau salée), tandis qu’un cathéter intravasculaire coiffé a été implanté à travers les membranes péricardiques dans des conditions stériles., Tous les efforts ont été faits pour préserver leur bien-être autant que possible: l’ensemble de la procédure avait un taux de mortalité nul, et les animaux ont affiché toute la gamme des comportements naturels en aquaculture tout en maintenant leur poids corporel. Des contrôles réguliers du corps et une analyse biochimique et de la composition cellulaire de leur sang ont en outre prouvé qu’ils restaient en bonne santé tout au long.

« Cette étude a offert une formidable opportunité d’améliorer les conditions d’une espèce animale menacée qui est intrinsèquement liée à la santé humaine”, explique Rachel Tinker-Kulberg, PhD, auteur principal de l’étude., « Avec un régime alimentaire soigneusement élaboré et un suivi rigoureux, nous étions ravis de voir les paramètres de santé et la qualité du sang réagir positivement. Nous avons un avantage significatif par rapport aux méthodes de collecte de LAL actuelles en ce que notre Lal dérivé de l’aquaculture a moins de variabilité de lot à Lot et c’est une approche plus durable qui donnera un produit plus fiable et de meilleure qualité. Les crabes du fer à cheval continuent d’être vivants et actifs dans leur nouvel environnement et ont même pondu des œufs. »

Les Tests ont montré que LAL produit à partir de L., le Polyphème en aquaculture a tendance à avoir une activité plus élevée que le LAL lyophilisé et conservé des kits commerciaux. Cela suggère que ce Lal frais a une plus grande concentration de facteurs de coagulation nécessaires à la défense contre les bactéries pathogènes, probablement parce que les animaux en aquaculture sont mieux nourris et en meilleure santé.

les résultats montrent que le LAL dérivé de l’aquaculture peut être utilisé pour détecter les endotoxines dans le sang humain., Le nouveau test sanguin (décrit plus en détail dans une étude à venir par les mêmes auteurs) était suffisamment sensible pour détecter les toxines dans la plage cliniquement pertinente de 1 à 500 000 unités formant des colonies (UFC) par ml de sang.

« LAL n’a jamais été utilisé auparavant pour le diagnostic des patients en raison de la réactivité croisée et des inhibiteurs dans le sang humain., En utilisant Lal de haute qualité et puissant de l’aquaculture, nous avons maintenant développé une méthode qui rend les échantillons de sang compatibles avec le test LAL, ce qui permet pour la première fois d’être utilisé dans la détection précoce et potentiellement vitale des bactéries et des champignons dans le sang”, explique Anthony Dellinger, PhD, Président de Kepley BioSystems.

« Les maladies infectieuses font la une de nos journaux quotidiens et les infections bactériennes transmissibles par le sang menant à la septicémie sont la première cause de décès prématurés dans le monde. L’humanité est maintenant entrée dans une ère de contagion pathogène qui exige des percées diagnostiques et thérapeutiques remarquables., Notre méthode d’aquaculture n’épargne pas seulement les populations à risque de crabes fer à cheval: elle donne également des LAL qui peuvent enfin être utilisés dans un test rapide, abordable et ultra-sensible pour les premiers stades de la septicémie, lorsque le temps est essentiel pour sauver la vie des patients.”