Оставаясь практически неизменными с тех пор, как они впервые проползли по Земле более 450 миллионов лет назад, эти древние существа (иногда называемые живыми окаменелостями) пережили почти все другие виды - в основном благодаря своей невероятно крепкой иммунной системе. Уникальный способ их свертывания крови в присутствии эндотоксинов делает их невероятно полезными для обнаружения вредных бактерий.
В этой статье мы подробнее рассмотрим подковообразных крабов и то, что они для нас делают.
Подковообразный краб - это вид членистоногих, который, несмотря на свое название, технически более тесно связан с пауками и скорпионами, чем с крабами. К семейству подковообразных крабов относятся четыре вида: атлантический, мангровый, индо-тихоокеанский и китайский подковообразный краб.
Все очень просто - их кровь. Удивительно, но завораживающий синий цвет - из-за высокого содержания меди - не самая привлекательная черта крови подковообразного краба. Что больше всего интересует ученых, так это содержащиеся в нем «амебоциты». Эти специализированные клетки защищают подковообразных крабов от бактерий и вирусов, образуя гель и свертываясь вокруг этих захватчиков, предотвращая их распространение и размножение в системе краба. Этот механизм иммунной защиты не является чем-то необычным для животных. Уникальность амебоцитов в крови подковообразного краба заключается в их крайней чувствительности к смертельным эндотоксинам (молекулам клеточных стенок определенных бактерий) и быстрому и сильному свертыванию, которое происходит, как только они попадают в их кровоток.
Когда в 1968 году впервые была обнаружена эта высокая чувствительность и быстрый процесс свертывания крови, ученые сразу отметили возможность применения для здоровья человека. Так началась разработка теста на лизат амебоцитов Limulus (LAL) для обнаружения эндотоксинов, продуцируемых вредными бактериями.
LAL-тест назван в честь существа, чье наблюдаемое иммунное поведение привело к открытию этого теста - атлантического подковообразного краба (научное название Лимулус полифем).
Производственный процесс LAL включал сбор подковообразных крабов на пляже и доставку их в одну из пяти производственных лабораторий по всему миру. Там из них сливают 30% крови, прежде чем вернуть их в воду. Собранная кровь затем обрабатывается, очищается и лиофилизируется для получения LAL.
До внедрения теста LAL тестирование на эндотоксины включало введение группе кроликов определенного образца и тщательный мониторинг их состояния в течение следующих четырех часов. Поскольку реакция кроликов на эндотоксины аналогична нашей реакции человека, последующая лихорадка у кроликов будет означать, что исследуемый образец был заражен эндотоксинами.
В то время этот метод тестирования на кроликах считался высокоэффективным, хотя и очень трудоемким и дорогостоящим методом обнаружения эндотоксинов. Вскоре стало ясно, что тест LAL предлагает гораздо более дешевое, простое, быстрое и эффективное решение, и этот тест был принят в качестве глобального стандарта для скрининга бактериального загрязнения.
Тестирование с помощью LAL требует, чтобы техник просто добавил LAL к образцу и понаблюдал за реакцией. Даже при концентрациях 1 часть на триллион эндотоксины будут обнаружены почти мгновенно через образование желеобразного сгустка в образце.
LAL-тест невероятно важен для выявления присутствия эндотоксинов в фармацевтических препаратах и медицинских имплантатах / протезах. Каждый препарат, сертифицированный (включая медицинские протезы и имплантаты) Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (USFDA), должен сначала пройти тест LAL. Если вы когда-либо получали какую-либо инъекцию, вы должны поблагодарить подковообразного краба за его безопасность!
Производители LAL сообщают, что измеренный уровень смертности 500,000 3 ежегодно обескровливаемых крабов составляет всего 15%. Однако недавние независимые исследования показали, что это число приближается к 30–75,000%, что соответствует 150,000 15,000–XNUMX XNUMX мертвых подковообразных крабов ежегодно. Поскольку LAL настолько редок и высоко ценится (один литр может стоить до XNUMX XNUMX долларов!), Неудивительно, что производители преуменьшают уровень их смертности.
Атлантический подковообразный краб, статус которого в настоящее время оценивается как «уязвимый», находится всего в одном уровне от «находящегося под угрозой исчезновения», за которым вскоре последуют «находящиеся под угрозой исчезновения», «исчезнувшие в дикой природе» и «вымершие», если в ближайшее время не будут приняты меры . Судьба этого вида окажется под угрозой, если мы не переоценим текущие методы сбора урожая LAL, и не только люди пострадают, когда этот вид вымрет. Многие прибрежные птицы, рыбы и черепахи, питающиеся яйцами подковообразного краба, также пострадают из-за их исчезновения.
Однако это не все плохие новости. В 1995 году исследователи из Национального университета Сингапура смогли идентифицировать и изолировать ген, ответственный за чувствительное свертывание крови, которое характеризует ЛАЛ. Этот ген, известный как «фактор C», был синтезирован в дрожжах, что привело к созданию «рекомбинантного фактора C» (rFC). Синтетическая КЛЛ отличается от органической КЛЛ тем, что вместо свертывания в ответ на присутствие эндотоксинов синтетическая КЛЛ заставляет эндотоксины излучать флуоресцентные цвета.
Хотя его открытие было большим прорывом, проблемы регулирования и безопасности в отношении этой альтернативы LAL замедлили массовое внедрение синтетической LAL. Европа не признавала rFC в качестве альтернативы LAL до 2015 года, а USFDA только одобрило первое лекарство, испытанное с rFC в 2018 году. В 2020 году Фармакопея США, устанавливающая научный стандарт для лекарств в США, отказалась признать rFC в качестве эквивалент LAL, настаивая на том, что его безопасность еще не доказана. И это несмотря на то, что их европейские, японские и китайские коллеги признали и приняли использование синтетических LAL.
Поскольку отраслевые идеалы и мнения меняются медленно, вполне вероятно, что в обозримом будущем биомедицинская сфера продолжит утолять их ненасытную жажду голубой крови этих древних животных. Это вряд ли жизнеспособно, и мы можем только надеяться, что не достигнем точки, когда выбор будет сделан за нас через исчезновение подковообразного краба.
Если у вас есть какие-либо вопросы о безопасности, хранении и маркировке ваших химических веществ, не стесняйтесь войти в контакт с нами. Наш дружелюбный и опытный персонал, опираясь на многолетние знания и опыт, предлагает самую свежую отраслевую информацию и советы о том, как оставаться в безопасности и соблюдать правила в отношении химических веществ.
Источники:
