Кървавата реколта от подкововидния рак

Всяка година половин милион подкововидни раци биват заловени и кръвта им бива източена докато живи, за да се създаде несравнима биомедицинска технология.

Подкововидните раци са морски безгръбначни членестоноги от семейство Limulidae, подразделение Xiphosurida и разред Xiphosura. Те живеят предимно в плитките океански води около меки пясъчни или кални дъна. Понякога идват на брега, за да се съешават. Обикновено биват използвани за стръв и за тор. През последните години се наблюдава спад на популацията вследствие на унищожаването на бреговите местообитания в Япония и прекомерния им добив по източното крайбрежие на Северна Америка. Поради произхода си преди 450 милиона години ракови подкоси се считат за живи фосили.

Първото нещо за кръвта им, което се забелязва е, че тя е синя. За разлика от гръбначните, подкововидните раци нямат хемоглобин в кръвта си, а вместо това използват хемоцианин за пренасяне на кислород. Поради наличната в хемоцианина мед, кръвта придобива този бебешко син цвят.

Чудесното нещо на кръвта на подкововидните раци обаче не е необичайния цвят, а един химикал, който се открива само в амебоцитите на кръвните клетки, които могат да откриват дори минимални следи от бактериално присъствие и да ги улавят в съсиреци, от които бактерии не могат да избягат.

За да се възползват от тази биологична особеност, фармацевтичните компании разрушават клетките, които съдържат химикала, наречен коагулоген. След това те могат да използват коагулогена за откриване на замърсяване във всеки разтвор, който може да влезе в контакт с кръв. Ако има опасни бактериални ендотоксини в течността – дори и при концентрация едно от трилион – екстрактът от кръвта на подкововидния рак ще се задейства, превръщайки разтвора в нещо, което ученът Фред Банг, който е един от откривателите на веществото, наречено „гел“.

„Този гел имобилизира бактериите, но не ги убива“, пише Банг в статия от 1956 г., в който се описва веществото. „Гелът или съсирекът са стабилни и здрави и остават в това състояние няколко седмици при стайна температура.“

Ако няма бактериално замърсяване, то не се появява коагулация и разтворът може да се счита за свободен от бактерии. Това е прост, почти мигновен тест, който се нарича LAL тест или Лимулус амебоцит лизат (от латинското име на рака Limulus polyphemus).

Тестът LAL заменя доста ужасяващата перспектива за проверка за евентуално замърсени вещества, тествани върху „големи колонии зайци„. Фармацевтичните компании също не харесват процеса със зайци, защото е бавен и скъп.

Така че сега кръвта на подкововидния рак е голям бизнес. „Всяко лекарство, сертифицирано от американската агенция за безопасност на лекарствата FDA, трябва да бъде тествано с помощта на LAL„, отбелязва документалният филм на Nature PBS, както и хирургически импланти като пейсмейкъри и протези, а също и огромна част от ваксините, благодарение на които днес нашият живот е толкова по-добър и по-дълъг.

Това не е научна фантастика, а е една постмодерна технология, до която всеки един от нас има достъп.

horse_shoe_crab_1.jpg
Подковичест рак. Източник

Единственият проблем е, че компаниите се нуждаят от голямо количество кръв от живи раци. Подкововидните раци живеят на морското дъно близо до брега. Когато те искат да се съвкупляват, те плуват в много плитка вода, а ловците им ги събират относително лесно.

Биомедицинските изследователи далеч не са първите, които използват телата на раците. Още в колониалните времена на САЩ „рачешкия тор“ е използван за обогатяване на полетата. През 20-и век това се превръща в масова индустрия около залива Делауеър. Раците се подлагани на обработка с пара и след това смилани. Други са били използвани за храна на прасета.

Докато популацията на подкововидния рак започва да намалява, през 70-те години на миналия век торната индустрия запада. Но ловът им се възобновява през 90-те години на миналия век когато рибарите разбрират, че могат да използват раците като примамка за улов на големи охлюви, наречени уелк (известен още като кончета).

Всичко това означава, че към тези животни не са получили добро отношение от хората. Те не предизвикват умиление както например малките сладки бели зайчета. В очите на хората преди Фред Банг, единствената заслуга на подкововия рак е лесния достъп, който имаме до него. Те харесват бреговата линия, както и ние.

Банг смята, че именно в тези богати на бактерии местообитания е причината раците да развият прекрасната си химическа защита. Техните кръвоносни системи работят повече като тази на паяците, отколкото като нашата. Ако вдишаме нещо лошо, това нещо трябва да намери път през тялото ни и да стигне до кръвоносните ни кръгове, като се бори по пътя през белите кръвни клетки. Но ако бактериите се окажат под екзоскелета на подковическия рак, те могат да се разхожда свободно и да му навредят.

„Съществуват големи синуси, които позволяват на кръвта да има директен контакт с тъканите“, пише в историята на раците морската биологична лаборатория Woods Hole Marine Biological Laboratory. „Има много широко отворени пространства и бактерии, които влизат през пукнатини в черупката на подковичестия рак имат лесен достъп до големи вътрешни части на рака, което е потенциално смъртоносна възможност“.

24335711680_01942d2691_b.jpg
Подкововиден рак. Източник

Коагулогенът променя широко отворения терен на кръвоносната система на подковичестия рак. Когато кръвните клетки на рака усетят нашествениците, те освобождават гранули от химикала, който се превръща във физическа бариера пред движението на бактериите, предотвратявайки разпространението на инфекцията.

След като биомедицинските събирачи на подковичестите раци се върнат в лабораторията, те пробиват тъканта около сърцата на животните и изцеждат до 30% от кръвта на животните. LAL се извлича от кръвта и цената му достига до 15 000 долара за литър. Само пет компании събират раците: Associates of Cape Cod, Lonza, Wako Chemicals, Charles River Endosafe и Limuli Labs.

Подковическите ракове биват върнати в океана на голямо разстояние от мястото, където са били първоначално взети, за да се избегне пренатоварването на животните. Целият процес продължава между 24 и 72 часа.

Промишлеността заявява, че не много от животните умират. Между 10 и 30% от донорите на кръв, според прогнозите, всъщност умират. За своята помощ раците получават малко ябълков сок и крекери за животни и скоро след това повечето от тях са добре. Изследвания на поведението им след вземането на кръвта им обаче показват значително по-мудно движение спрямо събратята им. Повече за резултатите от изследванията за тяхното поведение можете да прочетете в изследването, публикувано в The Biological Bulletin „Sublethal Behavioral and Physiological Effects of the Biomedical Bleeding Process on the American Horseshoe Crab, Limulus polyphemus.

Логичният въпрос, който си задаваме е: защо подлагаме животните на това, а не е разработен синтетичен заместител на LAL? В края на краищата, ние отдавна не вземаме инсулина за диабетици от прасета. Използваме дрожди, за да я произведем, използвайки ДНК последователността, която кодира протеина.

Вече има частни компании, които инвестират в проучване на това решение. Те не искат суровината за техните продукти да бъде регулирана от плана за управление на рибарството, ако могат да го избегнат.

По-специално, биологът Динг Джак Линг (Ding Jeak Ling) от Националния университет в Сингапур успя да произведе ключовия бактериален детектор, известен като фактор С, в генно модифицирани дрожди. Тя е лицензирала процеса към Lonza, която го е пуснала на пазара като продукт, наречен PyroGene. Една немска компания на име Hyglos работи също и на друг синтетичен детектор на ендотоксини. Другите, дори по-модерни технологии са на път. Може би до няколко години ще можем да оставим на мира това животно с помощта на съвременни технологии – аз поне се надявам на това.

Facebook Comments

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.