Uudet käärmeenpureman hoidot pelastavat miljoonia

Käärmeet aiheuttavat joka vuosi kahdelle miljoonalle ihmiselle myrkytyksen, ja heistä 130 000 kuolee. Lääkärit saavat vihdoin uusia aseita yli 100 vuotta vanhaan arsenaaliinsa myrkkyjä kesyttävistä vasta-aineista ja nanohiukkasista.

Shutterstock

Itäafrikkalainen maanviljelijä ei kuule hiljaista rapinaa kyykkiessään pellollaan kitkemässä rikkakasveja.

Vaaleanharmaa käärme kohottaa pienen päänsä hänen lantionsa korkeudelle, tuijottaa häntä suu ammollaan ja alkaa sähistä uhkaavasti.

Sysimustan kidan yläosassa on kaksi taaksepäin taipuvaa myrkkyhammasta, ja kun käärme yhtäkkiä puree kitkijää, ne uppoavat hänen käsivarteensa ja jättävät jälkeensä pienen mutta vaarallisen annoksen hermomyrkkyä.

Aluksi maanviljelijä aistii myrkylliset pisarat heikkona nipistelynä. Kymmenessä minuutissa tunne vaihtuu hallitsemattomaksi lihasten nykimiseksi ja puutumiseksi, joka leviää käsivartta pitkin kaulaan ja kasvoihin.

40 minuutin kuluttua uhri ei pysy enää pystyssä, ja viisi minuuttia myöhemmin lihasten lamaantuminen tekee hengittämisestä hyvin vaivalloista.

Joka vuosi käärmeet aiheuttavat eri puolilla maailmaa noin 2,3 miljoonalle ihmiselle hengenvaarallisen myrkytyksen. Myrkkyä saaneista 130 000 kuolee ja 400 000 vammautuu. Hoito on vaativaa, eikä aina käy niin onnellisesti, että saatavilla on juuri oikeaa vastalääkettä.

Sen hankkiminen voi kaatua myös hintaan, sillä vastamyrkkyjen valmistaminen on kallista ja niiden käyttö sairaaloissa vaatii ammattitaitoista henkilökuntaa komplikaatioriskien takia.

Kansainvälisessä tutkimushankkeessa, johon osallistuvat muun mussa Costa Rican yliopisto ja Tanskan tekninen yliopisto, on kehitetty ongelmaan uusia ratkaisuja.

Niissä käytetään sekä dna-analyysejä että koostumukseltaan uudenlaisia vastalääkkeitä.

Kuolemantapaukset puolitetaan

Käärmeet purevat useimmiten maalaisia. Tapauksia esiintyy eniten Intiassa, Kaakkois-Aasiassa ja Afrikassa eli maanosissa, joissa on paljon myrkkykäärmeitä.

Kuolinisku sadalle ihmiselle

Euroopasta ja Pohjois-Amerikasta puuttuvat erittäin myrkylliset käärmeet, joita sen sijaan on yllin kyllin erityisesti Intiassa, Kaakkois-Aasiassa ja Australiassa. Myrkyllisimmät käärmeet eivät kuitenkaan ole aina kaikkein vaarallisimpia. Käärmeiden vaarallisuutta on joka tapauksessa vaikea arvioida, mutta esimerkiksi australialainen aavikkotaipaani on maailman myrkyllisimpiä eläimiä. Hermomyrkky taipoksiini tekee lajin puremista niin ärjyjä, että yksilön myrkkymäärällä voisi tappaa kaksi afrikannorsua tai sata ihmistä. Useammin ihmisille aiheuttavat myrkytyksiä kuitenkin esimerkiksi eteläamerikkalainen keihäskäärme ja intiankobra eli silmälasikäärme, jota esiintyy myös asutuilla alueilla.

Tiikerikalkkarokäärme

Tiikerikalkkarokäärmeitä elää Meksikossa ja Yhdysvaltojen lounaisosissa.

Keihäskäärme

Keihäskäärmeitä tavataan Keski- ja Etelä-Amerikassa.

Mustamamba

Mustamamba viihtyy muun muassa Etelä- ja Itä-Afrikassa.

Kuningaskobra

Kuningaskobra elää Intiassa, Etelä-Kiinassa ja Kaakkois-Aasiassa.

Aavikkotaipaani

Aavikkotaipaania tavataan Australiassa.

Kyy

Kyy on yleinen valtaosassa Keski- ja Pohjois-Eurooppaa.

Intiankobra

Intiankobria elää muun muassa Intiassa ja Pakistanissa.

Belcherinmerikäärme

Belcherinmerikäärme viihtyy muun muassa Australiassa, Thaimaassa ja Indonesiassa.

Maailman terveysjärjestön WHO:n mukaan käärmeenpuremaan kuolemisen riski on suurin köyhissä maissa, sillä niissä uhri jää helposti vaille tarvitsemaansa hoitoa, koska sairaaloita on harvassa eikä hintaviin vastalääkkeisiin ole aina varaa.

Kun verrataan rikasta Australiaa sen pohjoispuolella sijaitsevaan Uuteen-Guineaan, jonka asukkaista kolmasosa elää köyhyysrajan alapuolella, kuolemantapausten määrässä on selvä ero, vaikka kummankin luonnossa esiintyy noin sata erilaista myrkkykäärmettä.

Australiassa käärmeet tappavat keskimäärin kaksi henkilöä vuodessa, kun vastaava luku naapurisaaressa on toistatuhatta.

Käärmeiden aiheuttamat myrkytykset ovat suurempi ihmiskunnan terveysuhka kuin denguekuumeen kaltaiset trooppiset taudit.

Asiasta huolestunut WHO laati vuonna 2018 tavoiteohjelman, joka tähtää kuolemantapausten ja vammojen puolittamiseen vuoteen 2030 mennessä. Kunnianhimoinen hanke pani vauhtia tutkimustyöhön.

Käärmeenmyrkky voi sisältää jopa 50:tä eri myrkkyproteiinia, mikä tekee puremista vaikeasti hoidettavia.

© VOLKER STEGER/Spl/shutterstock/sidse Lange

Yksi syy siihen, että nykyään käytettävät vastamyrkyt ovat sekä kalliita että sivuvaikutuksiltaan hankalia, on niiden valmistustapa: hevoseen tai lampaaseen ruiskutetaan vähän käärmeenmyrkkyä, jolloin alkaa muodostua vasta-aineiksi kutsuttuja proteiineja, jotka pystyvät tunnistamaan myrkkymolekyylien muodon ja estämään niitä toimimasta sitoutumalla niihin.

Vasta-aineet erotetaan eläimen verestä ja annetaan lääkkeenä myrkytyksen saaneelle ihmiselle.

Yleensä hoito tehoaa hyvin ja pelastaa potilaan hengen, mutta se aiheuttaa sivuvaikutuksia, koska vasta-aineet ovat peräisin eläimestä ja ihmisen immuunijärjestelmä pitää niitä vieraina.

Seurauksena ovat yliherkkyysoireet, kuten ihottuma, kutina ja kuume. Jopa suunnilleen joka kolmas hoidettava saa hengenvaarallisen äkillisen allergisen reaktion, anafylaksian.

Vakavat haitat voitaisiin välttää valmistamalla vasta-aineet ihmisessä, mutta myrkyn antaminen on lääketieteellisesti ja eettisesti arveluttavaa.

Siksi tutkimusryhmä, jossa on tutkijoita muun muassa Tanskan teknisestä yliopistosta ja englantilaisesta Cambridgen yliopistosta, kehittää keinotekoisia ihmisvasta-aineita.

Uusin asein myrkkyä vastaan

Nykyaikaiset dna-tekniikat, keinotekoiset vasta-aineet ja ahnaat nanohiukkaset – kolmella uudella keinolla voidaan torjua yhtä aikaa erilaisten käärmeenmyrkkyjen vaikutusta, vähentää potilaan kärsimyksiä ja ehkäistä vammoja.

Vasta-aine syntyy laboratoriossa

Bakteriofageiksi kutsutut virukset saadaan perimää muokkaamalla tuottamaan sattumanvaraisesti vasta-aineita pinnalleen. Kun virukset sekoitetaan käärmeenmyrkkyyn, ne virukset, joilla on sitä vastaan suuntautuvia vasta-aineita, sitoutuvat molekyyleihin. Ne sopivat vastamyrkyksi.

Nanohiukkanen tarttuu myrkkyyn

Puremakohdan ympärille ruiskutetaan nanohiukkasia, joiden läpimitta on alle 0,0001 millimetriä. Nanohiukkaset tarttuvat niihin käärmeenmyrkyn proteiineihin, joita ne koskettavat. Muutokset estävät myrkkyä toimimasta, ja se menettää tehonsa.

Ihoon jää geneettinen sormenjälki

Hoidon kannalta on tärkeää tietää, mikä käärme potilasta puri. Puremakohdasta voidaan ottaa näyte vanupuikolla dna-analyysiä varten. Polymeraasiketjureaktion (PCR) avulla pieni dna-määrä pystytään monistamaan nopeasti miljoonakertaiseksi. Dna-profilointi paljastaa lajin.

Myrkkykoktaili vaikeuttaa hoitoa

Vuonna 2018 onnistuttiin kesyttämään synteettisillä vasta-aineilla Afrikan pisimmän myrkkykäärmeen, mustamamban, hermomyrkky.

Vasta-aineet valmistetaan laboratoriossa lisäämällä miljoonia erilaisia viruksia, joilla on vasta-aineita pinnallaan, myrkkymolekyylejä sisältävään maljaan.

Vain ne vastaaineet, jotka tunnistavat käärmeenmyrkyn, sitoutuvat molekyyleihin ja paljastuvat näin tutkijoille.

Vaikka vasta-aineita on testattu hiirillä hyvin tuloksin, siihen, että niillä pelastetaan ihmishenkiä, on vielä pitkä matka.

Käärmeenpurema vaatii nopeaa hoitoa. Ilman sitä myrkytys voi aiheuttaa ruumiinosan menetyksen tai jopa kuoleman.

© Daniel Heuclin/NaturePL

Tutkijat havaitsivat nimittäin, että vasta-aineet eliminoivat pääasiassa vain yhden mustamamban myrkkyaineen, dendrotoksiinin, mutta muiden osalta vaikutus jää vajavaiseksi.

Niinpä myrkkyaineiden kirjo on yhä melkoinen haaste, vaikka uusi menetelmä on merkittävä edistysaskel.

Valmistettiinpa vasta-aineet sitten laboratoriossa tai hevosessa, ne pitää aina räätälöidä tapauskohtaisesti käärmelajin myrkyn koostumuksen mukaan.

Esimerkiksi mustamamban myrkky sisältää 41:tä eri myrkkyainetta, mutta kuningaskobran myrkky koostuu vielä moninaisemmista aineksista.

Nanohiukkaset käyvät kiinni

Myrkkyaineiden kirjosta aiheutuvaan ongelmaan etsii ratkaisua tutkimusryhmä, jossa on jäseniä sekä Costa Ricasta että Yhdysvalloista.

Tavoitteena on patenttilääke, jolla voidaan hoitaa useiden eri käärmelajien puremia. Ideana on käyttää läpimitaltaan alle 0,0001 millimetrin kokoisia mikroskooppisia jyväsiä, nanohiukkasia.

Kokonsa ansiosta nanohiukkaset voivat päästä kehossa kosketuksiin myrkkymolekyylien kanssa ja estää niitä toimimasta normaalisti sitoutumalla niihin.

Kokeissa on selvitetty erilaisten nanohiukkasten vaikutusta käärmeenmyrkkyihin. Vuonna 2018 julkaistujen tulosten mukaan eräällä vaihtoehdolla on mahdollista eliminoida PLA2- ja 3FTx-myrkkyaineita, joilla on tärkeä osa esimerkiksi merikäärmeiden, korallikäärmeiden, surmakäärmeiden ja kobrien pureman aiheuttamassa myrkytyksessä.

Puremakohtaan valuva myrkky tuhoaa ne solut, joihin se päätyy. Laajeneva kudosvaurio näkyy rakkuloina, haavoina ja kuolleina kohtina. Kuolioon joutuva ruumiinosa menetetään, ja usein tarvitaan amputaatio.

Kudosten myrkyttyminen johtaa siihen, että ruumiinosa joutuu kuolioon.

© Gutiérrez et al./PLoS

Nanohiukkasten hyöty kävi hyvin ilmi jäljiteltäessä hiirillä mustakaulakobran puremaa.

Ilman hoitoa ihosolut kuolivat 63 neliömillimetrin alalta, mutta kun ihoon ruiskutettiin myrkyn jälkeen nanohiukkasia, kuoliosta tuli peräti 80 prosenttia pienempi eli vain 13 neliömillimetrin laajuinen.

Vaikka myrkky- ja nanohiukkaspistosten väli oli puoli tuntia, kudos tuhoutui huomattavasti suppeammalta alueelta.

Oletettavasti nanohiukkasilla voidaan vähentää muidenkin myrkkykäärmeiden kuin mustakaulakobrien pureman haittoja merkittävästi. Hoitomenetelmän puolesta puhuu kaksi etua vastalääkkeisiin verrattuna: se on yleispätevä ja edullinen.

2030 mennessä WHO pyrkii puolittamaan käärmeiden aiheuttamat kuolemantapaukset ja vammat.

Patenttiratkaisu olisi tervetullut, sillä läheskään aina ei tiedetä, minkä lajin käärme on purrut. Silloin voidaan vain arvailla, mikä oikea vastamyrkky on.

Käärmelaji saattaa kuitenkin olla selvitettävissä jälkikäteen. Biokemisti Stephen Mackessy Pohjois-Coloradon yliopistosta esitteli vuonna 2018 kehittämänsä geneettisen sormenjälkitutkimuksen, joka perustuu samaan tekniikkaan kuin oikeuslääketieteellinen dna-profilointi.

Analyysiä varten otetaan myrkystä 0,001 gramman näyte vanupuikolla. Näytteenotto onnistuu helposti kudosta raaputtamalla.

Koska dna-testi tehdään vakiintuneella tavalla, käärmelajin jäljille päästään pian melko kohtuullisin kustannuksin.

Keksintöjen ansiosta WHO:n tavoite puolittaa käärmeiden aiheuttamat kuolemantapaukset ja vammat vuoteen 2030 mennessä on alkanut vaikuttaa realistiselta.

Lue myös:

Käärmeet

Nämä ovat 5 vaarallisinta käärmettä

3 minuuttia
Käärmeet

Käärmeen raajat

1 minuuttia
Käärmeet

Miksi käärmeen kieli on kaksihaarainen?

1 minuuttia
Suosituimmat

Kirjaudu sisään

Virhe: Tarkista sähköpostiosoite
Salasana vaaditaan
NäytäPiilota

Oletko jo tilaaja? Oletko jo lehden tilaaja? Napsauta tästä

Uusi käyttäjä? Näin saat käyttöoikeuden!