Entwicklung eines Gegenmittels gegen die giftigsten Quallen der Welt
Bei der Untersuchung des Giftes von Quallen sind Forscher in Australien möglicherweise auf ein potenzielles Gegenmittel gestoßen.
Bildnachweis: Jamie Seymour
Die australische Kastenqualle ist der Besitzer eines schrecklichen chemischen Arsenals. Wissenschaftler betrachten es als eines der giftigsten Tiere der Erde.
Jeder seiner 3 Meter langen Tentakel hat Millionen sogenannter Knidozyten, die seine Oberfläche bedecken.
Diese explosiven Zellen setzen mikroskopisch kleine, mit Gift gefüllte Pfeile in die Beute der Kreatur - oder den unglücklichen Menschen - frei.
Sobald die Qualle ihr Gift abgegeben hat, verursacht das Gift Gewebetod oder Nekrose und extreme Schmerzen.
Ein Bericht aus erster Hand beschreibt, wie ein Opfer nach dem Stechen "zuerst dachte, ein Hai hätte mein rechtes Bein genommen".
Wenn ein Empfänger eine ausreichend große Dosis erhält, kann das Gift innerhalb von Minuten einen Herzstillstand und den Tod verursachen.
Derzeit gibt es keinen zuverlässigen Weg, um die Wirkung dieses Quallengiftes zu stoppen, aber die Forscher sind gespannt darauf, wie es funktioniert und wie sie seine zerstörerische Kraft stoppen können.
Eine kürzlich durchgeführte Studie hat möglicherweise den Weg für die Suche nach einem Gegenmittel geebnet. Das Forschungsteam hat seine Ergebnisse kürzlich in der Zeitschrift veröffentlicht Naturkommunikation.
Gegenmittel am Horizont?
Die Boxquallen, die vor der Küste Australiens und der Philippinen leben, können aktiv schwimmen und erreichen Geschwindigkeiten von mehr als 7 Stundenkilometern. Die Ernährung der Kreaturen mit kleinen Fischen bedeutet, dass sie oft in flacheren Gewässern schwimmen, in denen sich auch Menschen versammeln.
Derzeit gibt es keine wirksame Behandlung für Quallenstiche. Wie die Autoren der aktuellen Studie erklären: "Das Haupthindernis für die Entwicklung neuer Therapien ist das begrenzte molekulare Verständnis der Giftwirkung."
Eine Gruppe von Forschern des Charles Perkins Centre an der Universität von Sydney in Australien hat untersucht, wie das Gift der Kreatur funktioniert.
„Wir haben uns angesehen, wie das Gift wirkt, um besser zu verstehen, wie es Schmerzen verursacht“, erklärt Associate Professor Greg Neely, einer der Studienleiter.
Bei der Untersuchung des Mechanismus stießen die Wissenschaftler auf einen möglichen Weg, um die Wirkung dieser potenten Chemikalie zu blockieren.
Das Team verwendete CRISPR-Techniken zur Bearbeitung des gesamten Genoms, um genau zu identifizieren, wie das Gift menschliche Zellen abtötet. Sie bezeichnen den Prozess als molekulare Dissektion.
In ihrer Studie verwendeten die Wissenschaftler Millionen menschlicher Zellen und schalteten in jeder Zelle ein anderes Gen aus. Dann fügten sie das Quallengift hinzu und warteten darauf, welche Zellen überlebten. Auf diese Weise konnten sie feststellen, welche Gene für das Gift erforderlich waren, um seine tödliche Kraft aufrechtzuerhalten.
Mit diesem Verfahren stellten sie fest, dass die Wirkung des Giftes auf Cholesterin beruhte. Dies ist sinnvoll: Cholesterin ist ein Hauptbestandteil der Zellmembranen und ein Hauptziel für viele andere Toxine.
Wissenschaftler haben bereits eine Reihe von Medikamenten entwickelt, die mit Cholesterin interagieren. Die Forscher entschieden sich dafür, ein vorhandenes Medikament zu testen, von dem sie auch wussten, dass es für den Menschen sicher ist.
Zuerst testeten sie das Medikament im Labor an menschlichen Zellen, und als dies erfolgreich war, wechselten sie zu einem Mausmodell. Wichtig ist, dass das Medikament den Zelltod verhinderte, selbst wenn die Forscher es bis zu 15 Minuten nach Einführung des Giftes anwendeten.
„[W] wir fanden heraus, dass es die Gewebenarben und Schmerzen im Zusammenhang mit Quallenstichen blockieren könnte. Es ist super aufregend. “
Hauptautor Greg Neely
Ein anderer der Hauptautoren, Raymond (Man-Tat) Lau, ist begeistert von der Zukunft dieses experimentellen Prozesses und erklärt, wie dies das erste Mal ist, dass jemand die molekulare Dissektion verwendet, um die Mechanismen der Funktionsweise eines Giftes zu untersuchen.
Ein breiterer Bereich darüber, wie Schmerz funktioniert
Diese Studie ist jedoch nur der erste Schritt in Richtung eines wirksamen Gegenmittels. Obwohl die Autoren zuversichtlich sind, dass das Cholesterin-Medikament Hautnarben und Nekrose verhindert, ist nicht klar, ob es auch einen Herzinfarkt verhindert.
Es ist auch erwähnenswert, dass es mehr als eine Art von Quallen gibt. Die aktuelle Studie konzentrierte sich auf die größte - Chironex fleckeri, aber es gibt eine andere, ebenso tödliche Art namens Irukandji, die nur einen Durchmesser von 1 Zentimeter hat.
„Unsere Droge wirkt auf das große Tier. Wir wissen noch nicht, ob es bei anderen Quallen funktioniert, aber wir wissen, dass es bei der tödlichsten funktioniert. "
Studienautor Greg Neely
Die Forscher sind bestrebt, ihre Arbeit fortzusetzen und das Medikament in ein Stadium zu bringen, in dem es vermarktbar ist. In ihren Experimenten verabreichten sie das Medikament intravenös, aber sie hoffen, die Chemikalie so anzupassen, dass die Menschen sie in einem Spray verwenden können.
Obwohl Quallenstiche selten sind, haben Neely und die Forschung seines Teams einen viel breiteren Fokus. Sie untersuchen giftige Kreaturen und hoffen, ein tieferes Verständnis dafür zu entwickeln, wie Schmerz funktioniert. Wie Neely erklärt: "Der größte Teil unserer Arbeit zielt darauf ab, nicht süchtig machende Schmerzmittel für Menschen zu entwickeln."
