Il sangue del granchio a ferro di cavallo è vitale per testare i farmaci per via endovenosa, ma le nuove alternative sintetiche potrebbero significare che l'industria farmaceutica non dissanguerà questa specie unica 

Se hai mai fatto un vaccino o ricevuto un farmaco per via endovenosa e non hai avuto una febbre potenzialmente pericolosa per la vita, puoi ringraziare un granchio a ferro di cavallo (Limulus polifemo).

Come possono gli animali che sono spesso chiamati fossili viventi, poiché sono cambiati a malapena nel corso di milioni di anni, sono così importanti nella medicina moderna?Il sangue del granchio a ferro di cavallo viene utilizzato per produrre una sostanza chiamata lisato di amebociti del limulus, o LAL, che gli scienziati usano per testare sostanze tossiche chiamate endotossine nei farmaci per via endovenosa.

Queste tossine, prodotte da batteri, sono onnipresenti nell’ambiente e non possono essere rimosse semplicemente attraverso la sterilizzazione.Possono causare una reazione storicamente denominata “febbre da iniezione.” Una forte concentrazione può portare allo shock e persino alla morte.

Identificare il LAL come un rilevatore altamente sensibile di endotossine è stata una svolta nel campo della sicurezza medica del XX secolo.Ora, tuttavia, i critici sollevano interrogativi sugli impatti ambientali e sul processo di revisione e approvazione delle alternative sintetiche al sangue del granchio a ferro di cavallo.

Studiamo scienza, tecnologia E politica pubblica, e recentemente pubblicato a carta bianca esaminando le questioni sociali, politiche ed economiche associate all'utilizzo dei granchi a ferro di cavallo per produrre LAL.Consideriamo questo problema come un banco di prova per problemi complessi che interessano più agenzie e richiedono attenzione sia alla natura che alla salute umana.

Una soluzione oceanica

I medici iniziarono a iniettare ai pazienti varie soluzioni a metà del 1800, ma fu solo negli anni '20 che il biochimico Firenze Seibert scoprirono che le reazioni febbrili erano dovute all'acqua contaminata in queste soluzioni.Ha creato un metodo per rilevare e rimuovere le sostanze che causavano questa reazione, ed è diventato lo standard medico negli anni '40.

Conosciuto come il test dei pirogeni nel coniglio, ha richiesto agli scienziati di iniettare farmaci per via endovenosa nei conigli, quindi di monitorare gli animali.Un coniglio febbricitante significava che un lotto di farmaci era contaminato.

Il metodo LAL è stato scoperto per caso.Lavorare con i granchi a ferro di cavallo al Laboratorio biologico marino a Woods Hole, Massachusetts, negli anni '50 e '60, il patobiologo Frederik Bang e il ricercatore medico Jack Levin notato che gli animali sangue blu coagulato in modo curioso.Attraverso una serie di esperimenti, isolarono l'endotossina come coagulante e idearono un metodo per estrarre il LAL dal sangue.Questo composto gelifica o coagula quasi istantaneamente in presenza di tossine che inducono la febbre.

Ricercatori accademici, aziende biomediche e Stati UnitiLa Food and Drug Administration ha perfezionato la produzione di LAL e l'ha misurata rispetto al test sul coniglio.Negli anni '90, LAL era il Metodo approvato dalla FDA per testare medicinali per l'endotossina, in gran parte sostituendo i conigli.

Per produrre LAL è necessario raccogliere i granchi a ferro di cavallo dagli oceani e dalle spiagge, drenando fino al 30% del loro sangue in un laboratorio e restituendo i granchi vivi all'oceano.C'è controversia a riguardo quanti granchi muoiono nel processo – le stime vanno da pochi punti percentuali al 30% o più – e sui possibili effetti dannosi sui sopravvissuti.

Oggi ce ne sono cinque con licenza FDA Produttori LAL lungo gli Stati UnitiCosta orientale.La quantità di LAL prodotta e il relativo valore di vendita sono di proprietà.

Esca contro biotecnologia

Con l’incremento della produzione biomedica di LAL negli anni ’90, è aumentata anche la raccolta dei granchi a ferro di cavallo da utilizzare come esca per altre specie, in particolare anguille e buccini per i mercati ittici esteri.Negli ultimi 25 anni, centinaia di migliaia – e nei primi anni milioni – di granchi a ferro di cavallo sono stati raccolti ogni anno per questi scopi.Combinate, le due attività di pesca uccidono oltre mezzo milione granchi a ferro di cavallo ogni anno.

Non esiste una stima concordata della popolazione totale per Limulo, ma il più recente valutazione federale della pesca del granchio a ferro di cavallo hanno scoperto che la popolazione non era né in forte crescita né in calo.

Gli ambientalisti sono preoccupati, e non solo per i granchi.Milioni di uccelli costieri migrano lungo la costa atlantica, e molti si fermano in primavera, quando i granchi a ferro di cavallo depongono le uova sulle spiagge del medio Atlantico, per nutrirsi delle uova dei granchi.In particolare per nodi rossi - una specie che può migrare fino a 9.000 miglia tra la punta del Sud America e l'Artico canadese - rimpinzarsi di uova di granchio a ferro di cavallo fornisce una spinta ricca di energia fondamentale nel loro estenuante viaggio.

I nodi rossi erano indicato come minacciato ai sensi dell’Endangered Species Act nel 2015, in gran parte perché la pesca del granchio a ferro di cavallo ha minacciato questa fonte alimentare fondamentale.Poiché i raccolti di granchi biomedici sono arrivati ​​​​a eguagliare o superare i raccolti di esche, i gruppi ambientalisti hanno iniziato a chiedere all'industria LAL di trovare nuove fonti.

Alternative biomediche

Molti farmaci importanti derivano da organismi viventi.La penicillina, il primo antibiotico importante, fu originariamente prodotto da stampi.Altri medicinali attualmente in uso provengono da fonti tra cui mucche, maiali, polli e pesci.L'oceano è un fonte promettente per tali prodotti.

Quando possibile, sintetizzare queste sostanze nei laboratori – soprattutto farmaci ampiamente utilizzati come insulina – offre molti vantaggi.In genere è più economico ed efficiente ed evita di mettere a rischio le specie, oltre a risolverle preoccupazioni di alcuni pazienti sull’utilizzo di prodotti medici di origine animale.

Negli anni '90, i ricercatori dell'Università Nazionale di Singapore inventato e brevettato il primo processo per la creazione di un composto sintetico in grado di rilevare le endotossine utilizzando il DNA del granchio a ferro di cavallo e tecnologia del DNA ricombinante.Il risultato, denominato Fattore C ricombinante (rFC), ha imitato il primo passaggio della reazione a cascata in tre parti che si verifica quando LAL è esposto all’endotossina.

Successivamente, diverse aziende biomediche prodotto le proprie versioni di rFC e composti chiamati reagenti a cascata ricombinanti (rCR), che riproducono l'intera reazione LAL senza utilizzare sangue di granchio a ferro di cavallo.Eppure, oggi, LAL rimane la tecnologia dominante per il rilevamento delle endotossine in medicina.

Il motivo principale è che NOI.Farmacopea, un'organizzazione quasi-normativa che stabilisce gli standard di sicurezza per i prodotti medici, considera rFC e rCR come metodi "alternativi" per rilevare le endotossine, quindi richiedono una convalida caso per caso per l'uso, un processo potenzialmente lungo e costoso.La FDA generalmente si rimette agli Stati UnitiFarmacopea.

Alcune grandi aziende farmaceutiche con tasche profonde si sono impegnate a farlo passaggio da LAL a RFC.Ma la maggior parte dei produttori di farmaci si attengono al metodo collaudato.

I gruppi ambientalisti vogliono che gli Stati UnitiFarmacopea a certificare completamente RFC per l'uso nell'industria senza test o convalide aggiuntivi.A loro avviso, i produttori LAL stanno ritardando l'approvazione di rFC e rCR per proteggere la loro mercato nel rilevamento delle endotossine.Gli Stati UnitiI produttori della Farmacopea e della LAL ribattono che stanno facendo la dovuta diligenza tutelare la salute pubblica.

Cambio in vista

Il cambiamento potrebbe arrivare.Tutti i principali produttori di LAL dispongono ora dei propri prodotti ricombinanti: un tacito riconoscimento del fatto che i mercati e le normative si stanno muovendo verso Limulo-modi gratuiti per testare le endotossine.

I regolatori della pesca nell’Atlantico stanno attualmente valutando questa possibilità nuovi limiti di raccolta per i granchi a ferro di cavallo, e gli Stati UnitiLa farmacopea lo è guida alla pesatura sulle alternative ricombinanti al LAL.I commenti pubblici saranno sollecitati durante l’inverno del 2024, seguiti da quelli degli Stati Uniti.Revisione della farmacopea e della FDA.

Anche se rFC e rCR non ottengono l’approvazione immediata, riteniamo che la raccolta di dati più completi sulle popolazioni di granchio a ferro di cavallo e la richiesta di maggiore trasparenza da parte del settore LAL su come gestisce i granchi rappresenterebbe un progresso.Lo stesso vale per le aziende mediche che utilizzano prodotti ricombinanti per i test durante il processo di produzione, risparmiando LAL esclusivamente per i test sul prodotto finale.

Fare politiche su questioni scientifiche complesse attraverso diverse agenzie non è mai facile.Ma a nostro avviso, azioni incrementali che proteggano sia la salute umana che l’ambiente potrebbero rappresentare importanti passi avanti.