Forskarnas nya vapen ska rädda miljontals ormbitna

Varje år blir två miljoner människor bitna av giftormar och 130 000 av dem dör. Behandlingen har sett likadan i över 100 år, men nu har forskare tagit fram en arsenal av antikroppar och nanopartiklar i kampen mot de starka gifterna.

Shutterstock

Den östafrikanska bonden hör inte det svaga rasslandet från marken när han går genom sitt majsfält och rensar ogräs.

En ljusgrå orm reser sig långsamt från marken och när det smala huvudet svajar i höfthöjd på bonden öppnas munnen på vid gavel och ett illavarslande väsande hörs.

Överst i den bleksvarta munnen sitter två bakåtriktade huggtänder som blixtsnabbt tränger in i bondens underarm och injicerar ett dödligt nervgift.

Till en början upplever bonden bara giftet som en svag, stickande känsla. Men redan efter tio minuter förvandlas stickningarna till ofrivilliga muskelsammandragningar och känselbortfall som sprider sig i armar och ansikte.

Efter 40 minuter kan bonden inte längre stå på benen och efter 45 minuter gör muskelförlamningen det svårt att andas.

Varje år blir cirka 2,3 miljoner människor i världen allvarligt förgiftade av ormbett – 130 000 av dem dör och 400 000 får men för livet. Behandlingen av offren är komplicerad.

Men inte nog med att det är svårt att säkerställa att rätt motgift är tillgängligt på mindre sjukhus i glest befolkade områden – motgifterna är också både dyra att framställa och ofta behäftade med allvarliga biverkningar.

Nu är forskare på bland andra Universidad de Costa Rica och Danmarks Tekniska Universitet dock äntligen klara med nya typer av motgifter och dna-analyser som en gång för alla ska ta itu med de livsfarliga ormbetten.

Antalet dödsfall ska halveras

De flesta av världens ormbitna är bönder som drabbas när de sköter sina grödor eller sina boskap. Särskilt illa är det i Indien, Sydostasien och Afrika, de områden där världens giftigaste ormar lever.

De giftigaste ormarna är dock inte alltid de farligaste. Forskarna har svårt att rangordna hur farliga ormarna är generellt.

Gift kan döda 100 människor

Europa och Nordamerika är förskonade från mycket giftiga ormar som dock finns i överflöd i resten av världen och särskilt i Indien, Sydostasien och Australien. De giftigaste ormarna är dock inte alltid de farligaste. Tekniskt sett är inlandstaipanen som lever i Australiens karga områden en av världens giftigaste ormar. Ett särskilt nervgift, så kallat taipoxin, gör ormens giftcocktail så kraftfull att ett enkelt bett kan döda två afrikanska elefanter eller 100 personer. I gengäld är andra ormar, som den sydamerikanska lansormen, betydligt mer aggressiva mot människor medan glasögonormen i Indien är särskilt farlig eftersom den finns i byar och andra befolkade områden.

Tigerskallerorm

Tigerskallerormen lever Mexiko och sydvästra USA.

Lansorm

Lansormen lever i Mellan- och Sydamerika.

Svart mamba

Den svarta mamban lever i Syd- och Östafrika.

Kungs­kobra

Kungskobran lever i Indien, södra Kina och Sydostasien.

Inlands­taipan

Indlandstaipanen lever i Australien.

Huggorm

Huggormen lever i större delen av Mellan- och Nordeuropa.

Glasögonorm

Glasögonormen lever i bland annat i Indien och Pakistan.

Belchers havsorm

Belchers havsorm lever bland annat i Australien, Thailand och Indonesien.

Enligt Världshälsoorganisationen WHO är ormbett ett problem för fattiga eftersom offren antingen inte hinner till sjukhus i tid eller inte har råd med nödvändig vård.

Det visar siffror från bland annat det välmående Australien och grannön Nya Guinea där var tredje lever under fattigdomsgränsen.

I både Australien och Nya Guinea finns cirka 100 olika giftormar, men i Australien orsakar ormarna bara två dödsfall per år medan ormbett i Nya Guinea orsakar över 1 000 dödsfall varje år.

Generellt är giftormar ett lite bortglömt hot mot människors hälsa, med betydligt fler offer än kända tropiska sjukdomar som exempelvis denguefeber.

2018 fick utvecklingen WHO att slå larm och lägga fram en plan för att halvera antalet dödsfall och invaliditeter före 2030. Det har också fått forskare att fokusera på den här frågan.

Giftet från en enda orm kan innehålla upp till 50 olika giftproteiner, vilket gör betten svåra att behandla.

© VOLKER STEGER/Spl/shutterstock/sidse Lange

En av orsakerna till att dagens motgifter är både dyra och har allvarliga biverkningar är det sätt som de framställs på: Små mängder av ormarnas gift sprutas in i hästar eller får som bildar proteiner som kan känna igen giftmolekylernas form, binda sig till dem och neutralisera deras effekt – så kallade antikroppar.

Antikropparna hämtas sedan ut ur djurens blod och blir till det motgift som injiceras i människor. Behandlingen är oftast effektiv och livräddande, men biverkningarna uppstår eftersom antikropparna kommer från djur och därför ses som oönskade inkräktare av människans immunförsvar.

Resultatet är att nästan alla patienter får allergiska reaktioner som utslag, klåda och feber samt att upp till en tredjedel drabbas av en så kallad anafylaktisk chock, vilket är en hyperallergisk reaktion som kan vara dödlig.

Om antikropparna i stället framställts i människor skulle patienterna undvika de allvarliga biverkningarna, men det är varken säkert eller etiskt försvarbart.

Därför har forskare på bland annat Danmarks Tekniska Universitet och University of Cambridge i Storbritannien samarbetat för att skapa människoliknande antikroppar i laboratoriet.

Tre nya metoder mot gift

Avancerad dna-teknik, syntetiska antikroppar och hungriga nanopartiklar – med hjälp av tre nya metoder kan forskarna både bekämpa flera olika ormgifter samtidigt och undvika allvarliga biverkningar hos offret.

Antikroppar framställs i laboratoriet

Genom genmodifiering av miljontals virus, så kallade bakteriofager, bildar de tillfälliga antikroppar på ytan. Därefter blandas virusen med ormens gift­molekyler i en petriskål. De virus som har antikroppar mot giftet binder sig till molekylerna och kan sedan användas som motgift.

Nanopartiklar fångar giftet

Nanopartiklar sprutas in i huden runt ormbettet. Partiklarnas storlek på under 0,0001 millimeter gör det möjligt för dem att komma nära ormarnas giftproteiner i kroppen och binda sig till dem. Bindningen stör giftet som förlorar sin effekt.

DNA-fingeravtryck identifierar ormen

För att lista ut vilken orm patienten har bitits av samlar forskarna in giftet från bitmärket med en bomulls-pinne. Sedan kopieras ormens dna så att några få dna-molekyler från såret blir miljontals molekyler – en så kallad PCR-reaktion. Därefter kan forskarna peka ut ormen med hjälp av dna-analys.

Giftcocktail gör behandlingen svår

2018 lyckades man producera syntetiska antikroppar som neutraliserar nervgiftet från Afrikas största giftorm, den svarta mamban.

De syntetiska antikropparna produceras genom att miljontals olika virus med antikroppar på ytan hälls ned i en petriskål där ormens giftmolekyler är fästa vid botten. De antikroppar som känner igen ormgiftet binder sig vid molekylerna som på så sätt kan pekas ut av forskarna.

Antikropparna har hittills testats på möss med lovande resultat. Forskarna måste dock förbättra ämnena ytterligare innan de kan användas för att rädda människors liv.

Forskarna upptäckte nämligen också att antikropparna i huvudsak neutraliserar ett av den svarta mambans gifter – dendrotoxin – medan effekten mot andra av ormens giftämnen inte var alls lika bra.

Snabb behandling av ormbett är avgörande för att undvika att giftet sprids och leder till amputationer eller dödsfall.

© Daniel Heuclin/NaturePL

Just mängden av giftämnen gör också att det fortfarande är komplicerat även om den nya metoden är ett stort steg i rätt riktning.

Oavsett om antikropparna produceras i laboratoriet eller i hästar måste de fortfarande skräddarsys efter vart och ett av ormens olika giftämnen – och det finns väldigt många olika sådana.

Den svarta mambans gift innehåller exempelvis 41 olika giftämnen medan ormar som kungskobran har många fler.

Nanopartiklar fångar upp giftet

För att ta itu med problemet med att behöva utveckla många olika motgifter arbetar ett forskarteam från Costa Rica och USA nu på ett universellt motgift som ska kunna bekämpa många olika gifter på en gång.

Räddningen ska komma från mikroskopiska partiklar på mindre än 0,0001 millimeter – så kallade nanopartiklar.

Nanopartiklarnas storlek gör det möjligt för dem att komma nära ormens giftmolekyler i kroppen, binda sig till dem och därmed neutralisera deras effekt.

Forskarna har testat många olika partiklar på ormgift och 2018 presenterade de en lovande kandidat.

En speciell nanopartikel binder sig till cellgifter som kallas PLA2 och 3FTx, vilka är några av de vanligaste giftämnena hos havsormar, korallormar, dödsormar, giftsnokar och kobror.

När ormarna har bitit sina offer tränger giftämnena in i kroppens celler och dödar dem, vilket orsakar blåsor, öppna sår och död vävnad. I värsta fall kan det leda till att en arm eller ett ben måste amputeras.

Ormgift tränger in i kroppens celler, dödar dem och får vävnaden att skrumpna.

© Gutiérrez et al./PLoS

För att demonstrera nanopartiklarnas effekt injicerade forskarna giftet från den svarthalsade spottkobran i huden på möss.

Det resulterade i ett område på 63 kvadratmillimeter där alla hudceller dog. Därefter injicerade forskarna nanopartiklar i samma område omedelbart efter giftet, vilket resulterade i ett betydligt mindre dött område på bara 13 kvadratmillimeter – motsvarande 80 procents reduktion.

Även när forskarna väntade en halvtimme med att injicera nanopartiklarna blev det döda området betydligt mindre.

Nanopartikeln kan alltså ge en betydligt begränsande effekt av spottkobrans bett, och forskarna förväntar sig att effekten är lika bra mot en lång rad andra giftormars bett.

Det ger nanopartiklarna en stor fördel framför befintliga motgifter samtidigt som de är mycket billigare.

2030 är året då WHO har som mål att ha halverat antalet invaliditeter och dödsfall efter ormbett.

Läkarna står också ofta inför problemet att de inte vet exakt vilken orm som patienten har blivit biten av. Det gör att det är svårt att ge rätt motgift.

Biokemisten Stephen Mackessy på University of Northern Colorado, USA, utvecklade därför 2018 en dna-analys som kan peka ut ormen på samma sätt som rättsläkare använda dna för att peka ut gärningsmän.

Det enda forskarna behöver är 0,001 gram av giftet, vilket motsvarar att skrapa lite på bitmärket med en bomullspinne.

Det gör att metoden, liksom de två andra åtgärderna, är både billig och effektiv.

Det ger också för-hoppningar om att WHO:s ambitiösa mål om att halvera antalet dödsfall och invaliditeter före 2030 kan bli verklighet.

Läs också:

Mircroraptor
Djur

Så uppstod vingarna i djurriket

1 minut
Ormar

Här är världens 5 farligaste ormar

3 minuter
Huggorm: Så farlig är den
Ormar

Så farlig är huggormen

2 minuter
Mest populära

Logga in

Fel: Ogiltig e-postadress
Lösenord behövs
VisaDölj

Redan prenumerant? Prenumererar du redan på tidningen? Klicka här

Ny användare? Få åtkomst nu!