Hoewel slechts ongeveer 10 procent van de ongeveer 4.000 bekende slangensoorten gif heeft dat mensen kan schaden, zou het gebruik van genetica om te bepalen welke slangen dodelijk kunnen zijn de ontwikkeling van betere behandelingen voor beten kunnen versnellen. Een nieuw hulpmiddel genaamd VenomCap kan wetenschappers helpen gif op genetisch niveau aan te scherpen, zodat we kunnen weten welke waarschijnlijk de dodelijke gifstoffen bij zich dragen. De methode wordt gedetailleerd beschreven in een studie die op 19 september werd gepubliceerd in het tijdschrift Molecular Ecologische hulpbronnen.
“We hebben een hulpmiddel ontwikkeld dat ons in één klap kan vertellen welke gifproducerende genen aanwezig zijn in een hele familie slangen”, zegt Sara Ruane, co-auteur van de studie en assistent-conservator herpetologie bij het Field Museum in Chicago. in een verklaring.
Ken uw gifstoffen
Elk levend wezen bestaat uit DNA, dat het genoom bevat – of de instructies voor alle functies in het lichaam van het organisme. Het slangengenoom heeft afhankelijk van de soort ongeveer 18.000 tot 23.000 genen. Duizenden van deze genen zijn betrokken bij de productie van gif, en verschillende slangensoorten gebruiken meerdere combinaties en versies van de genen om gifstoffen te produceren.
[Related: Snake venom’s deadly secrets decoded with fake blood vessels.]
“Het is belangrijk om te weten wat er in slangengif zit, omdat verschillende soorten gif verschillende dingen doen: sommige gifstoffen beïnvloeden het zenuwstelsel, andere beïnvloeden de bloedsomloop en sommige beïnvloeden de celfunctie,” zei Ruane. “Weten wat er in een bepaald type gif zit, kan helpen bij het ontwikkelen van tegengif om dat soort slangenbeet te behandelen.”
Bovendien zijn sommige verbindingen in slangengif gebruikt om medicijnen te maken die mensen gebruiken. Het eerste ACE-remmermedicijn voor de behandeling van hoge bloeddruk werd gemaakt met behulp van een verbinding in het gif van een Braziliaanse slang.
“Je kunt de kracht van de dood op een gecontroleerde manier gebruiken”, zegt Ruane.
Hoe VenomCap werkt
Er zijn duizenden genen waarvan bekend is dat ze gif produceren, en het hele genoom van elke slang bevat tienduizenden genen. Daarom is het moeilijk om te bepalen welke aanwezig zijn vanwege het gif. Om dit proces te ondersteunen, hebben Ruane en het team in deze studie VenomCapto ontwikkeld om gifgenen te helpen vinden.
VenomCap is een reeks sondes die groepen moleculen vangen, exons genaamd, die zijn ontworpen om te interageren met een specifieke groep genen. VenomCap kan zich binden aan een van de duizenden genen waarvan bekend is dat ze betrokken zijn bij de gifproductie bij slangen. In plaats van het volledige genoom van een slang in kaart te brengen – wat veel tijd en geld kost – en te zoeken naar meer dan 2.000 mogelijke gifproducerende genen, kan VenomCap een sneller en gemakkelijker alternatief zijn voor wetenschappers om te zien of een slang die genen heeft en welke.
In de nieuwe studie testte het team het vermogen van VenomCap om zich te binden aan de genen die het gif produceren. Ze gebruikten weefselmonsters van 24 soorten slangen uit de Elapidae-familie. Deze familie van ongeveer 400 soorten omvat koraalslangen, cobra’s en mamba’s en wordt als medisch belangrijk beschouwd omdat hun beten weefsel kunnen vernietigen, het hart kunnen laten instorten, blindheid kunnen veroorzaken en meer.
[Related: Why are there so many snakes?]
Eerdere genomische studies hebben aangetoond dat veel van de gifproducerende genen Elapidae hebben. Volgens het onderzoek kwam VenomCap overeen met die resultaten met een nauwkeurigheid van gemiddeld 76 procent. Het team is van mening dat de VenomCap kan worden gebruikt met weefsels die eerder overal in het lichaam van de slang zijn verzameld, in plaats van alleen met weefsels die rechtstreeks uit de gifklieren komen.
De VenomCap zou het voor wetenschappers ook gemakkelijker kunnen maken om de relaties tussen slangen in de elapid-familie, hun levensstijl en de soorten gif die ze produceren te onderzoeken.
“Stel dat je geïnteresseerd bent in een aantal nauw verwante slangensoorten die er verschillend uitzien, in verschillende omgevingen leven en verschillende dingen eten,” zei Ruane. “VenomCap zou wetenschappers kunnen helpen het gif dat door deze slangen wordt geproduceerd te vergelijken, en dat zou kunnen helpen bij het beantwoorden van bredere vragen over de vraag of het gif evolueert om te passen bij de levensstijl van de slangen, of dat hun levensstijl evolueert om te passen bij het gif dat ze produceren.”
Een mondiale bedreiging voor de gezondheid
Het gebruik van hulpmiddelen zoals de VenomCap zou wetenschappers kunnen helpen betere methoden te ontwikkelen om dodelijke slangenbeten te behandelen. Volgens de Wereldgezondheidsorganisatie worden jaarlijks ongeveer 5,4 miljoen mensen gebeten door slangen. Hun beten leiden jaarlijks tot 1,8 tot 2,7 miljoen gevallen van vergiftiging en 81.410 tot 137.880 sterfgevallen.
“Slangenbeet wordt wereldwijd als een verwaarloosde ziekte beschouwd”, zei Ruane. “We komen in de Verenigde Staten niet zo vaak in contact met giftige slangen, en als we dat wel doen, krijgen we een extreem goede medische behandeling: als je snel naar het ziekenhuis gaat met een slangenbeet, ga je vrijwel zeker niet dood. “
In andere delen van de wereld komen giftige slangen echter veel vaker voor. Australië heeft de bekendste soorten giftige slangen van welk land dan ook, met India en verschillende Noord-Afrikaanse landen niet ver daarachter. Beten kunnen voorkomen op plaatsen die afgelegen zijn en ver verwijderd van medische hulp. Ziekenhuizen hebben mogelijk niet het juiste type tegengif bij de hand vanwege een tekort aan voorraden.
“Elk soort werk dat naar slangengif kijkt en ons helpt het gif dat aanwezig is in verschillende soorten te identificeren, kan uiterst belangrijk zijn bij het verschaffen van basisgegevens voor het ontwikkelen van effectieve behandelingen,” zei Ruane.