Joka vuosi 2,7 miljoonaa ihmistä saa myrkkykäärmeen pureman. Jopa 138 000 kuolee, ja kolme kertaa niin suuri määrä saa elinikäisiä vaurioita. Monelta joudutaan esimerkiksi amputoimaan jokin jäsen.
Käärmeiden aiheuttamat kuolemantapaukset ja invalidisoivat vaivat johtuvat monista eri asioista. Yksi suurimmista ongelmista ovat vastamyrkyn valmistukseen liittyvät haasteet.
Vaikka useimpien myrkkykäärmeiden puremiin voidaan valmistaa vastamyrkkyä, prosessi vie aikaa ja se on kallis. Siksi vain muutamassa paikassa on tietoa ja rahaa vaativaan työhön. Tämä tarkoittaa sitä, että vastamyrkyn kysyntä on suurta, mutta sen saatavuus usein vaikeaa.
Uusi läpimurto voi pian auttaa asiaa. Alankomaalaisen Utrechtin yliopiston tutkijat ovat ensimmäistä kertaa onnistuneet kasvattamaan minikokoiset käärmeen myrkkyrauhaset petrimaljassa.
Näin vastamyrkkyä valmistetaan nyt
1. Myrkky kerätään käsilypsyllä
Käärmeseerumin tuotannon ensimmäinen vaihe on myrkyn lypsäminen. ICP:ssä se tapahtuu ilman suojakäsineitä.
Työntekijöillä on kuitenkin varmat otteet, eivätkä kuvan miehet ole koskaan saaneet puremia. Käärmeet saavat kevyen kylmäpuudutuksen, ja sitten niitä ärsytetään niin, että ne purevat säiliön yllä olevaa muovia.
Työntekijät hierovat käärmettä, jotta myrkky saadaan ulos, ja arvokkaat tipat otetaan talteen.
2. Kalliit pisarat kylmäkuivataan
Yhdestä käärmeestä saadaan yllättävän paljon myrkkyä.
Kuvassa näkyvä määrä saatiin yhdestä keihäskäärmeestä yhdellä lypsyllä. Siitä yksi pisara viedään analysoitavaksi laboratorioon ja loput kylmäkuivataan.
Kylmäkuivattuna jauheena myrkyn jatkokäsittely on helpompaa kuin nesteenä, sillä se on paremmin suojassa muun muassa bakteereilta ja viruksilta.
3. Hevonen tuottaa vasta-ainetta
Kun myrkky on kylmäkuivattu, alkaa vasta-aineiden valmistus. Se tapahtuu hevosissa, joille annetaan pieni annos käärmeenmyrkkyä.
Hevosten immuunijärjestelmä herää tuottamaan vasta-ainetta, ja kolmen kuukauden kuluttua niistä otetaan kolme litraa verta. Hevoset eivät kärsi käsittelystä.
4. Linko tekee verestä seerumia
Vasta-aineet ovat sitoutuneet veren verisoluttomaan osaan eli veriplasmaan.
Veripussin pohjalle kertyneet punasolut johdetaan takaisin hevosen suoneen. Seuraavaksi veriplasmasta erotetaan veren hyytymistekijät linkoamalla. Jäljelle jää veriseerumi, joka sisältää vasta-aineet.
5. Valmis seerumi pelastaa henkiä
Lopputuote on puhdistettu seerumi, jota voidaan antaa pistoksena käärmeenpureman saaneelle.
Seerumi pakataan pieniin vasta-aineannoksiin, jotka lähetetään eri puolille maailmaa.
Käärmeen kudoksesta kasvaa rauhaset
Tutkijat kehittivät pienet myrkkyrauhaset suhteellisen uudella menetelmällä, jossa valituista kudoksista otettuihin kantasoluihin sekoitetaan ravintoainetta. Ajan kuluessa niistä kehittyy pieni minielin, niin kutsuttu organoidi.
Menetelmällä on aiemmin saatu aikaan ihmisten ja hiirten kantasoluista miniaivot ja minikeuhkot.
Tutkijat eivät tienneet, miltä käärmeen kantasolut näyttävät, ja siksi niiden eristäminen oli mahdotonta. Lisäksi vaihtolämpöisten matelijoiden solut vaativat hieman erilaiset kasvuolosuhteet kuin tasalämpöisten hiirten tai ihmisten kantasolut.
Siksi aluksi oli epävarmaa, voidaanko menetelmää käyttää käärmeiden kantasoluille.
Kun lämpötilaa laskettiin, alkoi käärmeen myrkkyrauhasesta otettu pieni näyte jakaantua ja muodostaa rakenteita niin nopeasti, että näyte piti jakaa moneen petrimaljaan vain viikon kuluttua.
Minirauhaset alkoivat myös tuottaa myrkkyainetta, toksiinia. Lähemmässä tarkastelussa kävi ilmi, että keinotekoiset toksiinit olivat lähes identtisiä elävien käärmeiden myrkyn kanssa.
Tähän mennessä tutkijat ovat tuottaneet minimyrkkyrauhaset kaikkiaan kahdeksasta eri käärmelajista.
Keinotekoiset myrkkyrauhaset mikroskoopin läpi nähtynä.
Vastamyrkkyä ja lääkettä voidaan tuottaa entistä nopeammin
Vaikka keinotekoiset myrkkyrauhaset ovat vain yhden millimetrin levyiset, niillä voi olla suuri merkitys.
Kun käärmeen myrkkyjä on nykyistä laajemmin tarjolla, vastamyrkyn valmistaminen on helpompaa ja halvempaa. Tutkijat toivovat, että siten myös kuolemantapausten ja vammojen määrä saadaan laskuun.
Lisäksi keinotekoinen käärmeenmyrkky voi myös auttaa kehittämään lääkkeitä erilaisiin sairauksiin.
Brasilialaisen kyykäärmeen myrkystä eristettyä entsymiä käytetään jo nyt pienentämään sydänkohtauksen jälkeisten komplikaatioiden riskiä. Monissa tutkimushankkeissa pohditaan käärmeenmyrkyn käyttöä niin syövän kuin veritulpankin hoitoon.
Kun myrkkyaineita voidaan tuottaa laboratorioissa, luonnon myrkyllisestä koktailista voidaan saada pelastus miljoonille ihmisille.