Τι είναι το τεστ LAL;

Η δοκιμή Limulus Amebocyte Lysate (LAL) χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της στειρότητας του ιατρικού εξοπλισμού. Το LAL εξάγεται από πεταλοειδή καβούρια. Το προϊόν λύσης γίνεται στερεό παρουσία ορισμένων βακτηριακών χημικών ουσιών που μπορούν να προκαλέσουν λοιμώξεις.

Έχετε αναρωτηθεί ποτέ πώς οι φαρμακευτικές εταιρείες διασφαλίζουν ότι όλα τα προϊόντα τους, είτε πρόκειται για εμβόλια είτε για σύριγγες, είναι 100% απαλλαγμένα από οποιαδήποτε μόλυνση;

Σκεφτείτε το… υπάρχουν εκατομμύρια μικροσκοπικοί οργανισμοί παντού γύρω μας ανά πάσα στιγμή. Αν μερικοί από αυτούς επρόκειτο να βάλουν μια βόλτα με μια σύριγγα και να εισέλθουν στην κυκλοφορία του αίματός μας, τα πράγματα θα μπορούσαν να πάνε προς τα πλάγια αρκετά γρήγορα!

Ένας ασθενής που πάσχει από πυρετό (Photo Credit :Photographee.eu/Shutterstock)

Επομένως, για την πρόληψη των λοιμώξεων, όλα τα ενέσιμα προϊόντα υγείας, όπως σύριγγες, υγρά ενδοφλέβια, εμβόλια κ.λπ., πρέπει να είναι αποστειρωμένα. Η δοκιμή Limulus Amebocyte Lysate (LAL) χρησιμοποιείται για τον έλεγχο αυτού του επιπέδου στειρότητας διασφαλίζοντας ότι τα προϊόντα είναι απαλλαγμένα από πυρετογόνα.

Τι είναι το Limulus Amebocyte Lysate;

Πέταλο καβούρια ή Limululus polyphemus είναι στην πραγματικότητα ζωντανές δεξαμενές αυτού του βασικού συστατικού. Τα ζώα είναι «ζωντανά απολιθώματα», αφού περιπλανήθηκαν στη Γη σχετικά αμετάβλητα για περίπου 445 εκατομμύρια χρόνια!

Αυτό δεν είναι το μόνο ενδιαφέρον γεγονός για αυτά τα μυστηριώδη πλάσματα… έχουν επίσης μωρό μπλε αίμα!

Μπλε αίμα από πεταλοειδή καβούρια (Φωτογραφία :flickr)

Το αίμα τους είναι μπλε για τον ίδιο λόγο που το δικό μας είναι κόκκινο. Τα αιμοσφαίρια μας έχουν κόκκινο χρώμα λόγω του σιδήρου που υπάρχει στο μόριο που μεταφέρει οξυγόνο, την αιμοσφαιρίνη. Τα καβούρια πετάλου περιέχουν ένα διαφορετικό μόριο που μεταφέρει οξυγόνο που ονομάζεται αιμοκυανίνη. Η αιμοκυανίνη περιέχει χαλκό αντί για σίδηρο και ως εκ τούτου προσδίδει ένα ανοιχτό μπλε χρώμα στα αιμοσφαίρια.

Τούτου λεχθέντος, το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό του αίματός τους δεν είναι η αιμοκυανίνη και το μπλε χρώμα της. Μάλλον, είναι τα εξειδικευμένα κύτταρα του ανοσοποιητικού που ονομάζονται αμεβοκύτταρα.

Αυτά τα κύτταρα ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά το 1956 από τον Frederick Bang, ο οποίος διαπίστωσε ότι αυτά τα κύτταρα ήταν εξαιρετικά ευαίσθητα στα εισβάλλοντα βακτήρια. Προσκολλήθηκαν στα βακτήρια και τα ακινητοποίησαν σχηματίζοντας ένα παχύρρευστο τζελ γύρω του. Αυτό προστάτευσε το υπόλοιπο σώμα του πεταλοειδούς καβουριού από επιβλαβείς βακτηριακές τοξίνες.

Αυτή είναι μια σημαντική προσαρμογή για ένα ζώο που κατοικεί στη θάλασσα με ανοιχτό κυκλοφορικό σύστημα όπως το πέταλο καβούρι. Έχοντας ένα ανοιχτό κυκλοφορικό σύστημα σημαίνει ότι το αίμα τους δεν είναι κλειστό σε αγγεία ανά πάσα στιγμή. Αντίθετα, αντλείται απευθείας στην κοιλότητα του σώματος όπου διαχέεται ελεύθερα μέσα και έξω από τους ιστούς.

Έτσι, ένα μόνο βακτήριο μπορεί γρήγορα να ταξιδέψει σε κάθε ιστό του σώματος και να προκαλέσει τον όλεθρο. Δεδομένου ότι η θάλασσα κυριολεκτικά βρίθει τόσο από αβλαβή όσο και από παθογόνα βακτήρια, αυτή η προσαρμογή είναι απαραίτητη για τα πεταλοειδή καβούρια και τη μακροζωία τους.

Επιπλέον, οι άνθρωποι βρήκαν έναν τρόπο να επωφεληθούν από αυτόν τον υπέροχο αμυντικό μηχανισμό.

Πώς η δοκιμή LAL ανιχνεύει τη στειρότητα του ιατρικού εξοπλισμού;

Τα παθογόνα (που προκαλούν ασθένειες) βακτήρια είναι συνήθως gram-αρνητικά βακτήρια (ένας τύπος βακτηρίων). Πολλά από αυτά τα βακτήρια περιέχουν ένα πυρετογόνο, δηλαδή μια ουσία που παράγεται από τα βακτήρια και προκαλεί πυρετό. Ένα τέτοιο πυρετογόνο είναι μια ενδοτοξίνη.

Η βακτηριακή ενδοτοξίνη παραμένει πίσω ακόμα και μετά το θάνατο των βακτηρίων. Εάν αρκετή ενδοτοξίνη καταφέρει να εισέλθει στην κυκλοφορία του αίματος ή στο νωτιαίο υγρό μας, μπορεί να υποφέρουμε από πυρετό, σοκ και ανεπάρκεια οργάνων. Σε ακραίες περιπτώσεις, μπορεί να οδηγήσει ακόμη και σε θάνατο.

Την εποχή της ανακάλυψης του Bang, κουνέλια χρησιμοποιήθηκαν (διαβάστε:θυσιάστηκαν) για να ελέγξουν για βακτηριακές ενδοτοξίνες. Οι εταιρείες διατήρησαν μεγάλες αποικίες κουνελιών και εισήγαγαν ένα δείγμα σε αυτές πριν προχωρήσουν στους ανθρώπους.

Τα κουνέλια αντιδρούν στις ενδοτοξίνες με τον ίδιο τρόπο που αντιδρούμε εμείς. αναπτύσσουν πυρετό. Η δοκιμή απαιτεί από το προσωπικό να ελέγχει τη θερμοκρασία του κουνελιού για σημάδια πυρετού κάθε μισή ώρα για διάστημα τριών ωρών, πράγμα που σημαίνει ότι η μέθοδος ήταν χρονοβόρα και δαπανηρή (ναι, τα κουνέλια συντηρούνται σε μεγάλο βαθμό).

Κουνέλια που χρησιμοποιούνται για δοκιμές ενδοτοξίνης (Φωτογραφία :unoL/Shutterstock)

Περίπου μια δεκαετία αργότερα, ο Bang και ένας παθολόγος, ο Jack Levin, κατάλαβαν πώς να εξαγάγουν αμεβοκύτταρα από πεταλοειδή καβούρια. Αυτά ήταν καλά νέα για τα κουνέλια, αλλά όχι υπέροχα για τα πέταλα καβούρια.

Limulus αναφέρεται στο Limulus polyphemus , το είδος καβουριού που προέρχεται από τις ακτές του Ατλαντικού της Βόρειας Αμερικής που χρησιμοποιήθηκε για την εξόρυξη. Αμεβοκύτταρο αναφέρεται στα αιμοσφαίρια του καβουριού. Τέλος, λύστε είναι το υλικό που απελευθερώνεται «λύοντας» ή σπάζοντας τα κύτταρα. Αυτό το προϊόν λύσης είναι εξαιρετικά ευαίσθητο στη βακτηριακή ενδοτοξίνη.

Ο Οργανισμός Τροφίμων και Φαρμάκων (FDA) ενέκρινε τη χρήση κιτ δοκιμών LAL μέχρι το 1977. Οι φαρμακευτικές εταιρείες μπορούσαν απλώς να προσθέσουν LAL σε οτιδήποτε δοκίμαζαν και να γυρίσουν το φιαλίδιο ανάποδα για να δουν εάν το διάλυμα είχε στερεοποιηθεί.

Δεδομένου ότι αυτό ήταν πολύ πιο γρήγορο και πιο βολικό, δεν ήταν έκπληξη το γεγονός ότι η LAL μετατράπηκε σε μια βιομηχανία πολλών εκατομμυρίων δολαρίων.

Πώς η υιοθέτηση του κιτ δοκιμής LAL επηρέασε τον πληθυσμό των πεταλοειδών καβουριών;

Το απαιτούμενο προϊόν λύσης εξάγεται από το αίμα των πεταλοειδών καβουριών με μη θανατηφόρο τρόπο και στη συνέχεια τα καβούρια πετάλου επιστρέφουν στο νερό εντός 24 ωρών.

Η φαρμακευτική βιομηχανία ισχυρίστηκε ότι μόνο το 3% των καβουριών που αιμορραγήθηκαν κατέληξαν να πεθάνουν ως αποτέλεσμα. Ωστόσο, στις αρχές της δεκαετίας του 2000, έγινε σαφές ότι περίπου το 30% των αιμορραγικών καβουριών τελικά πέθαναν. Όλο και λιγότερα πεταλοειδή καβούρια βγήκαν στην ξηρά κατά την περίοδο ζευγαρώματος. Μια ερευνητική μελέτη διαπίστωσε ότι αυτό συνέβη επειδή η διαδικασία αιμορραγίας έκανε τα ζώα πιο ληθαργικά.

Έτσι, ακόμα κι αν η αφαίμαξη ενός θηλυκού πέταλου καβούρι δεν το σκότωσε, μπορεί να το κάνει λιγότερο πιθανό να ζευγαρώσει, κάτι που τελικά οδηγεί σε μείωση του πληθυσμού.

Πέταλο καβούρια βγαίνουν στη στεριά για να ζευγαρώσουν (Φωτογραφία :IrinaK/Shutterstock)

Επί του παρόντος, υπάρχουν μόνο τέσσερα ζωντανά είδη πεταλοειδή καβούρια. Limulus polyphemus βρίσκεται στην ανατολική ακτή της Βόρειας και Κεντρικής Αμερικής, μαζί με τρία εναπομείναντα είδη στις ακτές της Ιαπωνίας, της Ινδίας και της Ινδονησίας. Ευτυχώς, υπάρχει ακόμα ελπίδα για αυτά τα υπέροχα πλάσματα.

Εναλλακτικές στη δοκιμή LAL

Βιολόγοι από το Πανεπιστήμιο της Σιγκαπούρης βρήκαν μια συνθετική εναλλακτική λύση για το λύμα στα τέλη της δεκαετίας του 1990. Αναγνώρισαν το γονίδιο που δημιούργησε ένα μόριο που ονομάζεται παράγοντας C. Αυτός ο παράγοντας C είναι το συγκεκριμένο μόριο στο LAL που ανιχνεύει βακτηριακές τοξίνες. Οι βιολόγοι εισήγαγαν αυτό το γονίδιο σε κύτταρα του εντέρου εντόμων, μετατρέποντάς τα σε μίνι-εργοστάσια που παράγουν τη γενετικά τροποποιημένη πρωτεΐνη—Ανασυνδυασμένος Παράγοντας C (rFC).

Το 2016, το rFC εγκρίθηκε ως εναλλακτικό τεστ βακτηριακής τοξίνης στην Ευρώπη και χρησιμοποιήθηκε επίσης από ορισμένες αμερικανικές φαρμακευτικές εταιρείες. Ωστόσο, μια σημαντική οπισθοδρόμηση σημειώθηκε τον Ιούνιο του 2020 όταν η American Pharmacopeia - ο ρυθμιστικός φορέας που ορίζει τα πρότυπα για φάρμακα και άλλα προϊόντα στις ΗΠΑ - αρνήθηκε να δεχτεί το rFC ως ίσο με το LAL, ισχυριζόμενος ότι η ασφάλειά του δεν έχει ακόμη αποδειχθεί.

Ωστόσο, άλλες κυβερνήσεις, συμπεριλαμβανομένων εκείνων της Ιαπωνίας και της Κίνας, έχουν εγκρίνει τη δοκιμή rFC.

Στο τέλος της ημέρας, οι μεγάλοι νικητές είναι οι άνθρωποι, ως συνήθως. Τα εμβόλια μας προστατεύουν από κάθε είδους ασθένειες, συμπεριλαμβανομένης της ιλαράς, της παρωτίτιδας και πιο πρόσφατα, του COVID-19. Ωστόσο, είναι το προϊόν λύσης αμεβοκυττάρων Limulus που εξάγεται από καβούρια πετάλου που αποτρέπει τη μόλυνση μέσω φαρμάκων, εμβολίων και άλλων ιατρικών προϊόντων μέσω βακτηριακής μόλυνσης.