niewiele osób zdaje sobie zapewne sprawę, że amebocyty z krabów Podkowiastych są niezbędne dla współczesnej medycyny. Są jedynym znanym źródłem lizatu Limulus Amebocyte (Lal), odczynnika niezwykle wrażliwego na toksyny liposacharydowe wytwarzane przez bakterie Gram-ujemne, które odpowiadają za 80% przypadków zagrażającej życiu posocznicy u ludzi.

każdego roku na całym świecie na sepsę umiera około 11 milionów ludzi., Od momentu zatwierdzenia przez FDA w 1977 r. test LAL jest standardowym testem na skażenie wyrobów medycznych przez bakterie Gram-ujemne. Ale każda próba użycia LAL do wykrycia tych bakterii we krwi ludzkich pacjentów nie powiodła się do tej pory, ze względu na obecność substancji we krwi, które hamują test. W połączeniu z obawami o wpływie zbierania krabów podkowy do produkcji LAL, społeczność medyczna miała dwa główne problemy do przezwyciężenia z tą techniką., Ale nowe badanie „Akwakultura kraba Podkowy jako zrównoważone źródło badania endotoksyn” właśnie opublikowane w Frontiers in Marine Science może znaleźć odpowiedź, według naukowców.

„hemolimf kraba Podkowiastego (HSC) jest źródłem lizatu Limulus amebocyte (LAL), krytycznego składnika w badaniach sterylności, który zapewnia bezpieczeństwo leków i urządzeń medycznych milionom pacjentów każdego roku., Populacje dzikiego HSC maleją w wyniku stosowania go jako przynęty do wielorybów i węgorzy, zmian w środowisku oraz wychwytywania i krwawienia z hemolimfu przez przemysł Biomedyczny, stwarzając tym samym znaczne ryzyko dla żywotności gatunków i łańcucha dostaw surowców LAL. Zaprojektowaliśmy kontrolowany habitat akwakultury dla hscs i oceniliśmy wpływ niewoli na markery zdrowia (np. gęstość amebocytów, poziom hemocyjaniny i aktywność LAL)., Okazało się, że akwakultura HSC jest wykonalna, a rutynowe odławianie hemolimfu skutkuje wysoką jakością LAL, przy jednoczesnym zapewnieniu dobrego samopoczucia zwierząt przy 100% przeżywalności HSC. Ponadto, niskodziałające pobieranie hemolimfów za pomocą cewnika mieszkającego w środku wykazało szybką kinetykę odbicia amebocytów po kolejnych 10% ekstrakcjach hemolimfów. Zrównoważone dostawy LAL można również dostosować do zniechęcających tendencji w posocznicy i oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe-piszą śledczy.,

„LAL jest wyjątkowo wrażliwy i specyficzny dla bakterii gram-ujemnych, które stanowią 70-80% patogenów, które zazwyczaj prowadzą do sepsy. Jednak nieregularne wyniki związane z substancjami zakłócającymi nękały wysiłki na rzecz dostosowania LAL do użytku klinicznego w przeszłości. Raportujemy rozwój nowego testu opartego na Lal, który może wykrywać bakterie gram-ujemne i endotoksyny w ludzkiej krwi bez ingerencji przy użyciu Lal pochodzącego z akwakultury., Na podstawie tych badań zrównoważona produkcja LAL w akwakulturze mogłaby potencjalnie zaspokoić potrzeby przemysłu dzięki ułamkowi rocznego bieżącego wychwytywania poprzez całoroczne zbiory z ograniczonej kohorty HSCs i zwiększyć dostawy surowców do potencjalnych przyszłych zastosowań klinicznych.”

” chcieliśmy znaleźć sposób na utrzymanie zdrowych krabów w laboratorium, w taki sposób, abyśmy mogli regularnie i niezawodnie uzyskiwać od nich LAL do badań medycznych, jednocześnie chroniąc ich dobre samopoczucie w jak największym stopniu., Teraz, gdy udało nam się to zrobić, pozyskiwanie ich z oceanu nie będzie już konieczne” – mówi Lee Robertson, dyrektor ds. komunikacji naukowej i operacji w Kepley BioSystems. Zespół ten pracował we współpracy z naukowcami z Joint School of Nanoscience and Nanoengineering w Greensboro, NC.,

„pokazujemy również, że Lal od zdrowych i dobrze odżywionych krabów podkowiastych w akwakulturze jest wyższej jakości, co po raz pierwszy umożliwia szybkie, niedrogie i precyzyjne testy Lal na specjalnie leczonej ludzkiej krwi”, podkreśla Robertson, dodając, że są to pożądane wyniki dla pacjentów z ryzykiem wystąpienia posocznicy zagrażającej życiu, a także dla krabów podkowiastych, ponieważ obecne praktyki pozyskiwania są mało trwałe.,

każdego roku do 600 000 osobników kraba Limulus polyphemus zbiera się w samych Stanach Zjednoczonych w celu transportu do laboratorium, krwawienia w celu ekstrakcji amebocytów do produkcji LAL, a następnie powrotu do oceanu. O ile nie umrą w wyniku zabiegu, którego śmiertelność szacowana jest na 30%. L. polyphemus są zwykle zbierane w okresie tarła (maj-Czerwiec–, kiedy są bardzo podatne na stres związany z kryciem i rozmnażaniem., Praktyki te wywierają znaczną presję na dzikie populacje, klasyfikowane już jako gatunek wrażliwy zagrożony fragmentacją siedlisk, globalnym ociepleniem i odłowem jako surowiec dla węgorzy i olsów.

ale zgodnie z nową metodą opisaną tutaj, amebocyty mogą być pozyskiwane do 24 razy w roku z L. polyphemus trzymanego długotrwale w akwakulturze, eliminując potrzebę pobierania ich z oceanu. Autorzy obliczają, że jedna kohorta wynosi 45 000 l., Polifem w akwakulturze dałby wystarczającą ilość LAL dla wszystkich obecnych potrzeb, a nawet umożliwiłby jego zastosowanie w nowych zastosowaniach klinicznych, w szczególności w szybkich testach sterylności krwi ludzkiej.

aby osiągnąć tę nową metodę, zespół opracował system recyrkulacji akwakultury do domu L. Polyphemus. Aby umożliwić regularną ekstrakcję amebocytów, zostały one delikatnie unieruchomione (podczas kąpieli skrzeli w słonej wodzie), a zamknięty cewnik wewnątrznaczyniowy wszczepiono przez błony osierdziowe w sterylnych warunkach., Dołożono wszelkich starań, aby w jak największym stopniu chronić ich samopoczucie: cała procedura miała zerowy wskaźnik śmiertelności, a zwierzęta wykazywały pełny zakres naturalnych zachowań w akwakulturze przy zachowaniu masy ciała. Regularne kontrole ciała i analiza składu biochemicznego i komórkowego krwi dodatkowo udowodniły, że pozostały one zdrowe przez cały czas.

„to badanie dało ogromną szansę na poprawę warunków zagrożonych gatunków zwierząt, które są nierozerwalnie związane ze zdrowiem człowieka”, mówi dr Rachel Tinker-Kulberg, główna autorka badania., „Dzięki starannie opracowanej diecie i rygorystycznemu monitorowaniu byliśmy podekscytowani, że parametry zdrowotne i jakość krwi reagują pozytywnie. Mamy znaczącą przewagę nad obecnymi metodami zbierania LAL, ponieważ nasz Lal pochodzący z akwakultury ma mniejszą zmienność partii do partii i jest to bardziej zrównoważone podejście, które zapewni bardziej niezawodny i wyższej jakości produkt. Kraby podkowy nadal są żywe i aktywne w swoim nowym środowisku, a nawet składają jaja.”

testy wykazały, że LAL produkowany z L., polifemus w akwakulturze ma tendencję do większej aktywności niż liofilizowane i konserwowane LAL z zestawów komercyjnych. Sugeruje to, że ten świeży LAL ma większe stężenie czynników krzepnięcia niezbędnych do obrony przed bakteriami chorobotwórczymi, prawdopodobnie dlatego, że zwierzęta w akwakulturze są lepiej karmione i zdrowsze.

wyniki pokazują, że LAL pochodzący z akwakultury może być stosowany do wykrywania endotoksyn w ludzkiej krwi., Nowy test krwi (opisany bardziej szczegółowo w nadchodzącym badaniu przez tych samych autorów) był wystarczająco wrażliwy,aby wykryć toksyny w klinicznie istotnym zakresie 1-500 000 jednostek tworzących kolonie (CFU) na ml krwi.

„LAL nigdy wcześniej nie był stosowany do diagnostyki pacjentów ze względu na reaktywność krzyżową i inhibitory we krwi ludzkiej., Korzystając z wysokiej jakości i silnego LAL z akwakultury, opracowaliśmy metodę, która sprawia, że próbki krwi są kompatybilne z testem LAL, umożliwiając jej po raz pierwszy zastosowanie we wczesnym, potencjalnie ratującym życie wykrywaniu bakterii i grzybów we krwi”, mówi Anthony Dellinger, PhD, prezes Kepley BioSystems.

„choroby zakaźne są w naszych codziennych nagłówkach gazet, a infekcje bakteryjne przenoszone przez krew prowadzące do sepsy są główną przyczyną przedwczesnych zgonów na całym świecie. Ludzkość wkroczyła w erę patogennej zarazy, która wymaga diagnostycznych i terapeutycznych przełomowych odkryć., Nasza metoda akwakultury nie tylko oszczędza zagrożone populacje krabów podkowiastych: daje również LAL, który może być ostatecznie użyty w szybkim, niedrogim i ultraczułym teście dla wczesnych stadiów sepsy, gdy czas ma kluczowe znaczenie dla ratowania życia pacjentów.”