Een tegengif ontwerpen voor de meest giftige kwallen ter wereld
Bij het onderzoeken van kwallengif in de doos, zijn onderzoekers in Australië mogelijk op een mogelijk tegengif gestuit.
Afbeelding tegoed: Jamie Seymour
De Australische dooskwal is de eigenaar van een angstaanjagend chemisch arsenaal; wetenschappers beschouwen het als een van de meest giftige dieren op aarde.
Elk van zijn 3 meter lange tentakels heeft miljoenen zogenaamde cnidocyten die het oppervlak beslaan.
Deze explosieve cellen laten microscopisch kleine met gif gevulde pijlen los in de prooi van het wezen - of de ongelukkige mens.
Zodra de kwal zijn gif heeft afgegeven, veroorzaakt het gif weefselsterfte of necrose en extreme pijn.
Een verslag uit de eerste hand beschrijft hoe, na te zijn gestoken, de eerste gedachte van een slachtoffer was dat een haai mijn rechterbeen had gepakt.
Als een ontvanger een voldoende grote dosis krijgt, kan het gif binnen enkele minuten een hartstilstand en de dood veroorzaken.
Momenteel is er geen betrouwbare manier om de werking van dit kwallengif te stoppen, maar onderzoekers willen graag begrijpen hoe het werkt en, cruciaal, hoe ze de vernietigende kracht ervan kunnen stoppen.
Een recente studie heeft misschien de weg geëffend voor het vinden van een tegengif. Het onderzoeksteam publiceerde onlangs zijn bevindingen in het tijdschrift Nature Communications.
Tegengif aan de horizon?
De dooskwal, die voor de kust van Australië en de Filippijnen leeft, kan actief zwemmen en bereikt snelheden van meer dan 7 kilometer per uur. Het dieet van kleine vissen door de wezens betekent dat ze vaak in ondieper water zwemmen waar ook mensen samenkomen.
Momenteel is er geen effectieve behandeling voor kwallensteken; zoals de auteurs van de huidige studie uitleggen: "Het belangrijkste obstakel voor het ontwikkelen van nieuwe therapieën is het beperkte moleculaire begrip van de werking van gif."
Een groep onderzoekers van het Charles Perkins Centre aan de Universiteit van Sydney in Australië heeft onderzocht hoe het gif van het wezen werkt.
"We keken naar hoe het gif werkt, om beter te begrijpen hoe het pijn veroorzaakt", legt universitair hoofddocent Greg Neely uit, een van de onderzoeksleiders.
Bij het onderzoeken van het mechanisme kwamen de wetenschappers op een mogelijke manier om de werking van deze krachtige chemische stof te blokkeren.
Het team gebruikte CRISPR-technieken voor het bewerken van het hele genoom om precies vast te stellen hoe het gif menselijke cellen doodt; ze noemen het proces moleculaire dissectie.
In hun studie gebruikten de wetenschappers miljoenen menselijke cellen, waarbij ze in elke cel een ander gen uitschakelden. Daarna voegden ze het kwallengif toe en wachtten af welke cellen het overleefden. Op deze manier konden ze nagaan welke genen nodig waren om het gif zijn dodelijke kracht te laten behouden.
Met behulp van dit proces ontdekten ze dat de werking van het gif afhankelijk was van cholesterol. Dit is logisch: cholesterol is een belangrijk onderdeel van celmembranen en is een primair doelwit voor veel andere gifstoffen.
Wetenschappers hebben al een aantal medicijnen ontworpen die een wisselwerking hebben met cholesterol. De onderzoekers kozen ervoor om een bestaand medicijn te testen waarvan ze ook wisten dat het veilig was voor mensen.
Eerst testten ze het medicijn op menselijke cellen in het laboratorium, en toen dit lukte, gingen ze over op een muismodel. Belangrijk is dat het medicijn celdood voorkwam, zelfs als de onderzoekers het toepasten tot 15 minuten nadat ze het gif hadden geïntroduceerd.
“[We] ontdekten dat het de littekens in het weefsel en de pijn die verband houdt met kwallensteken, kan blokkeren. Het is super spannend. "
Hoofdauteur Greg Neely
Een andere hoofdauteur, Raymond (Man-Tat) Lau, is enthousiast over de toekomst van dit experimentele proces en legt uit dat dit de eerste keer is dat iemand moleculaire dissectie heeft gebruikt om de mechanismen van hoe een gif werkt te bestuderen.
Een bredere kijk op hoe pijn werkt
Deze studie is echter slechts de eerste stap naar een effectief tegengif. Hoewel de auteurs er zeker van zijn dat het cholesterolgeneesmiddel huidlittekens en necrose zal voorkomen, is het niet duidelijk of het ook een hartaanval zal voorkomen.
Het is ook vermeldenswaard dat er meer dan één soort dooskwallen is. De huidige studie concentreerde zich op de grootste - Chironex fleckeri, maar er is een andere, even dodelijke soort genaamd de Irukandji, die slechts 1 centimeter in doorsnee is.
“Onze drug werkt op het grote beest. We weten nog niet of het werkt bij andere kwallen, maar we weten dat het werkt bij de meest dodelijke. "
Studie auteur Greg Neely
De onderzoekers willen hun werk graag voortzetten en het medicijn naar een stadium brengen dat het verkoopbaar is. In hun experimenten dienden ze het medicijn intraveneus toe, maar ze hopen de chemische stof aan te passen zodat mensen het in een spray kunnen gebruiken.
Hoewel kwallensteken in een doos ongebruikelijk zijn, heeft het onderzoek van Neely en zijn team een veel bredere focus. Ze onderzoeken giftige wezens, in de hoop een dieper begrip te krijgen van hoe pijn werkt. Zoals Neely uitlegt: "Het grootste deel van ons werk is gericht op het ontwikkelen van niet-verslavende pijnstillers voor mensen."
