Dybt ned i slangegiftens dødbringende kemi
Danske og costaricanske forskere har som de første testet slangegift ved hjælp af syntetiske menneskeproteiner. Projektet er gennemført med støtte fra Lundbeckfonden.
Skal man prøve at modstå angreb fra en bomstærk modstander, svarer det sig at kende de våben, han benytter sig af.
For jo bedre man forstår hans grumme og udspekulerede trick, des lettere vil man – alt andet lige – kunne træffe gode og effektive modforanstaltninger.
Og lige præcis den tankegang ligger bag en artikel, som et hold forskere fra DTU Bioengineering og fra Costa Ricas Universitet netop har offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Toxins.
Artiklen handler om slangegift – primært fra hugorme – dog ikke fra Vipera berus, ’den danske’ hugorm, som også er Nordens eneste giftslange. For selv om det kan være stærkt ubehageligt for et menneske at have nærkontakt med Vipera berus, fører dens bid heldigvis kun i meget sjældne tilfælde til døden.
Ganske anderledes forholder det sig med arter som Russels hugorm Daboia russelli, der blandt andet lever i Pakistan, Indien, Sri Lanka og Thailand. Det er en højgiftig kleppert, som uden blusel slår både dyr og mennesker ihjel – og den afrikanske puffadder, Bietis arietans, er ikke et hår bedre.
På verdensplan dør omkring 140.000 mennesker hvert år på grund af slangebid – mens andre 500.000 ganske vist overlever et sådant giftangreb, men bestemt ikke uden betydelige konsekvenser, idet de resten af livet må døje med slemme følgeskader.
Derfor er der særdeles gode grunde til at få styr på slangegiftkemien, så der kan udvikles effektive modgifte. Og det er dybest set rationalet bag det dansk-costaricanske projekt, hvor forskerne har haft succes med at analysere slangegift ved hjælp af syntetiske versioner af proteiner fra mennesker.
Der bides
Når en slange angriber, kommer hugget som lyn fra undulatblå himmel…efterfulgt af smerten fra de spidse tænder og følgevirkningerne af den giftige kemiske cocktail, som nu cirkulerer i offerets blodbane. Her kan giften igangsætte alt fra blødninger til vævsødelæggelse eller celledød.
Gennem evolutionen har slanger verden over fintunet deres gift, og dette biologiske udviklingsarbejde har i vid udstrækning været koncentreret om to grupper slangegift-enzymer.
Disse enzymgrupper er til stede i giften hos mange slanger – ikke mindst blandt hugorme – og det er disse enzymer, det dansk-costaricanske forskerhold har set nærmere på, fortæller en af deltagerne, lektor Andreas Laustsen fra DTU Bioengineering.
Andreas Laustsen er en af de giftslange-eksperter, WHO konsulterer – og han modtog i 2017 Lundbeckfondens Talentpris for sin forskning inden for udvikling af nye typer modgift mod slangebid.
Den nye forskningsartikel i Toxins handler om at prøve at tegne et finmasket billede af, hvor og hvordan slangegift egentlig angriber den menneskelige organisme, siger Andreas Laustsen:
Vi kender jo udmærket en række følgevirkninger af slangebid – for eksempel blødninger og celledød – men sagen er bare, at en slangegift kan have mange flere angrebspunkter, end man umiddelbart kan konstatere. Det er alle disse angrebspunkter, vi arbejder med at identificere – for jo mere styr vi får på disse detaljer, jo større bliver sandsynligheden for at vi kan udvikle den helt rigtige modgift. Og dermed redde menneskeliv.
En bakke med proteiner
Arbejdet med at udvikle nye former for modgift mod slangebid involverer ofte forsøg, hvor forskere i laboratoriet blander blod og slangegift. På den måde kan man studere nogle af de reaktioner, giften fremkalder – men det er på mange måder en omstændelig proces, fortæller Andreas Laustsen:
”Derfor valgte vi at se, om man kunne gå en ny vej – og springe blodet helt over. Vi tog gift fra fem hugorme og fra en kobra, og art for art testede vi giften ved at hælde den over i en særlig ’bakke’. I bakkerne var der små ’brønde’, som indeholdt syntetiske kopier af en lang række forskellige protein-sekvenser fra mennesker og udvalgte dyr – og ved hjælp af ultraviolet lys kunne vi se, om disse stykker protein blev skåret i stykker, når de blev ramt af de særlige slangegifts-enzymer”.
På den måde kunne forskerne konstatere, hvor i den menneskelige organisme – og hvor i de udvalgte dyr – en specifik slangegift hærger. Lige som de også kunne se, hvilke skader, den giver, forklarer Andreas Laustsen:
”Metoden er faktisk lynhurtig, og den kan bruges i forhold til alle slangegifte. De små ’bakker’ er ikke noget, vi har opfundet – det er bare første gang, forskere har brugt bakkerne med de syntetiske menneske- og dyreproteiner til at teste slangegift”.
Det dansk-costaricanske forskerhold vil nu gennemføre lignende analyser af giften fra en række andre giftslanger – og på baggrund af de informationer, de indsamler, vil en helt ny type modgift mod slangebid kunne udvikles, siger Andreas Laustsen:
”Ud fra vores resultater vil det være muligt at udvikle små molekyler – bitte-bittesmå strukturer – der minder om de proteinsekvenser hos mennesket, som slangegiften skærer i stykker. Fungerer strukturerne efter hensigten, vil de være en slags ’propper’, som hindrer slangegiften i at trænge ind i vitale funktioner og områder i menneskekroppen. Om det vil virke, må tiden vise, men det burde bestemt være muligt rent videnskabeligt”.
’Protease Activity Profiling of Snake Venoms Using High-Throughput Peptide Screening'
Forskningen bag artiklen i Toxins er støttet af Lundbeckfonden og Novo Nordisk Fonden.