Кровь мечехвоста жизненно важна для тестирования внутривенных лекарств, но новые синтетические альтернативы могут означать, что фармацевтика не обескровит этот уникальный вид.

Если вы когда-либо получали вакцину или вводили внутривенно препарат и у вас не было потенциально опасной для жизни лихорадки, вы можете поблагодарить мечехвоста (Лимулус полифемус).

Как могут животные, которые часто называемые живыми ископаемыми, поскольку они почти не изменились за миллионы лет, имеют такое значение в современной медицине?Кровь мечехвоста используется для производства вещества, называемого лизатом амебоцитов limulus, или LAL, которое ученые используют для проверки на наличие токсичные вещества, называемые эндотоксинами во внутривенных препаратах.

Эти токсины, вырабатываемые бактериями, повсеместно распространены в окружающей среде и не могут быть удалены простой стерилизацией.Они могут вызвать реакцию, исторически известную как «инъекционная лихорадка». Сильная концентрация может привести к шоку и даже смерти.

Идентификация ЛАЛ как высокочувствительного детектора эндотоксинов стала прорывом в области медицинской безопасности 20-го века.Однако теперь критики поднимают вопросы о воздействии на окружающую среду и процессе рассмотрения и одобрения синтетических альтернатив крови мечехвоста.

Мы изучаем наука, технология и государственная политика, и недавно опубликовал официальный документ изучение социальных, политических и экономических проблем, связанных с использованием мечехвостов для производства ЛАЛ.Мы рассматриваем эту проблему как тестовый пример для сложных проблем, которые затрагивают множество агентств и требуют внимания как к природе, так и к здоровью человека.

Решение для океана

Врачи начали вводить пациентам различные растворы в середине 1800-х годов, но только в 1920-х годах биохимик Флоренс Зайберт обнаружили, что лихорадочные реакции были вызваны загрязненной водой в этих растворах.Она создала метод обнаружения и удаления веществ, вызывающих эту реакцию, и он стал медицинским стандартом в 1940-х годах.

Известный как тест на пирогенность кролика, ученым пришлось вводить кроликам внутривенные препараты, а затем наблюдать за животными.Лихорадочный кролик означал, что партия лекарств заражена.

Метод ЛАЛ был открыт случайно.Работа с мечехвостами на Морская биологическая лаборатория в Вудс-Хоул, штат Массачусетс, в 1950-х и 60-х годах. патобиолог Фредерик Банг и медицинский исследователь Джек Левин заметил, что животные голубая кровь свернулись любопытным образом.В ходе серии экспериментов они выделили эндотоксин в качестве коагулянта и разработали метод извлечения ЛКЛ из крови.Это соединение почти мгновенно образует гель или свертывается в присутствии токсинов, вызывающих жар.

Академические исследователи, биомедицинские компании и СШАУправление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов уточнило производство ЛАЛ и измерило его по результатам теста на кроликах.К 1990-м годам LAL была Одобренный FDA метод для испытаний лекарств на эндотоксин, во многом заменяющих кроликов.

Для производства LAL требуется добыча мечехвостов в океанах и на пляжах. высасывает до 30% крови в лаборатории и возвращаю живых крабов в океан.Есть спор о сколько крабов погибает в процессе – оценки варьируются от нескольких процентов до 30% и более – и о возможных вредных последствиях для выживших.

Сегодня существует пять лицензированных FDA производители ЛАЛ вдоль СШАВосточное побережье.Количество LAL, которое они производят, и его продажная стоимость являются собственностью компании.

Приманка против биотехнологий

По мере того, как в 1990-е годы увеличивалось биомедицинское производство ЛАЛ, росла и добыча мечехвостов для использования в качестве наживки для других видов, особенно угрей и трубачей для зарубежных рынков морепродуктов.За последние 25 лет для этих целей ежегодно вылавливали сотни тысяч, а в первые годы миллионы мечехвостов.В совокупности эти два промысла убивают более полумиллиона мечехвоста каждый год.

Согласованной оценки общей численности населения не существует. Лимулюс, но самый последний Федеральная оценка промысла мечехвостов обнаружили, что население не сильно росло и не уменьшалось.

Защитники природы обеспокоены не только крабами.Миллионы куликов мигрировать вдоль побережья Атлантического океана, и многие останавливаются весной, когда мечехвосты нерестятся на среднеатлантических пляжах, чтобы питаться икрой крабов.Специально для красные узлы – вид, который может мигрировать на расстояние до 9 000 миль между оконечностью Южной Америки и канадской Арктикой – употребление яиц мечехвостов обеспечивает критически богатый энергией импульс в их изнурительном путешествии.

Красные узлы были внесен в список находящихся под угрозой в соответствии с Законом об исчезающих видах в 2015 году, главным образом потому, что лов мечехвостов поставил под угрозу этот ключевой источник пищи.Поскольку уловы биомедицинских крабов стали равны или превзойти урожай наживки, природоохранные группы начали призывать индустрию LAL найти новые источники.

Биомедицинские альтернативы

Многие важные лекарства получают из живых организмов.Пенициллин, первый важный антибиотик, был изначально изготавливался из форм.Другие лекарства, используемые в настоящее время, происходят из таких источников, как коровы, свиньи, куры и рыба.Океан – это перспективный источник для таких продуктов.

По возможности синтезировать эти вещества в лабораториях – особенно широко используемые лекарства, такие как инсулин – предлагает множество преимуществ.Обычно это дешевле и эффективнее, позволяет избежать риска для видов, а также решить проблему опасения, которые возникают у некоторых пациентов об использовании медицинских препаратов животного происхождения.

В 1990-е годы исследователи Национального университета Сингапура изобретен и запатентован первый процесс создания синтетического соединения, обнаруживающего эндотоксины, с использованием ДНК мечехвоста и технология рекомбинантной ДНК.Результат, названный рекомбинантным фактором C (rFC), имитировал первый этап трехэтапной каскадной реакции, которая происходит, когда LAL подвергается воздействию эндотоксина.

Позже несколько биомедицинских фирм выпустили свои версии RFC и соединений, называемых рекомбинантными каскадными реагентами (rCR), которые воспроизводят всю реакцию LAL без использования крови мечехвоста.Тем не менее, сегодня LAL остается доминирующей технологией обнаружения эндотоксинов в медицине.

Основная причина заключается в том, что НАС.Фармакопея, квазирегулирующая организация, устанавливающая стандарты безопасности для медицинской продукции, рассматривает RFC и rCR как «альтернативные» методы обнаружения эндотоксинов, поэтому для их использования требуется проверка в каждом конкретном случае — потенциально длительный и дорогостоящий процесс.FDA обычно подчиняется США.Фармакопея.

Несколько крупных фармацевтических компаний с глубокими карманами взяли на себя обязательство переход с LAL на RFC.Но большинство производителей лекарств придерживаются проверенного метода.

Группы охраны природы хотят, чтобы СШАФармакопея к полностью сертифицировать RFC для использования в промышленности без дополнительных испытаний и проверок.По их мнению, производители LAL приостанавливают получение одобрения RFC и RCR, чтобы защитить свои рынок обнаружения эндотоксинов.СШАПроизводители фармакопеи и LAL возражают, что они проводят комплексную проверку защищать здоровье населения.

Изменения в ближайшем будущем

Возможно, грядут перемены.Все основные производители ЛАЛ теперь имеют свои собственные рекомбинантные продукты – молчаливое признание того, что рынки и правила движутся в сторону Лимулюс-бесплатные способы проверки на эндотоксины.

Регуляторы атлантического рыболовства в настоящее время рассматривают возможность новые ограничения на вылов мечехвоста, и СШАФармакопея руководство по взвешиванию о рекомбинантных альтернативах LAL.Общественные комментарии будут запрошены зимой 2024 года, а затем в США.Обзор Фармакопеи и FDA.

Даже если RFC и rCR не получат немедленного одобрения, мы считаем, что сбор более полных данных о популяциях мечехвостов и требование большей прозрачности от индустрии LAL как он справляется с крабами будет означать прогресс.То же самое можно сказать и о том, чтобы медицинские компании использовали рекомбинантные продукты для тестирования в ходе производственного процесса, сохраняя при этом LAL исключительно для тестирования конечного продукта.

Разработка политики по сложным научным вопросам в рамках различных агентств никогда не была легкой задачей.Но, на наш взгляд, важным шагом вперед могут стать поэтапные действия, направленные на защиту как здоровья человека, так и окружающей среды.