سم الأفعى يمكن الآن انتاجه في المختبر وقد ينقذ العديد من الأرواح

 إذا لم تتعرض للسعة ثعبان سام، فإن أفضل ما لديك هو مضاد للسم، تم انتاجه بنفس الطريقة منذ العصر الفيكتوري.

وينطوي على حليب سم الأفعى، وتُحقن فيه الخيول أو الحيوانات الأخرى بجرعات صغيرة لاستحضار استجابة مناعية. ثم يُسحب دم الحيوان، ويُنقى للحصول على الأجسام المضادة التي تعمل ضد السم.

ويمكن أن يؤدي إنتاج مضادات السموم بهذه الطريقة إلى الفوضى، ناهيك عن الخطورة. وهذه العملية عرضة للخطأ، وشاقة، ويمكن أن يؤدي المصل النهائي إلى آثار جانبية خطيرة.

ولطالما دعا الخبراء إلى طرق أفضل لعلاج لدغات الثعابين، التي تقتل حوالي 200 شخص يومياً.

ويطبق العلماء الآن أبحاث الخلايا الجذعية ورسم خرائط الجينوم لهذا المجال البحثي الذي تم تجاهله منذ فترة طويلة. ويأملون أن يتم إنتاج مضادات السموم في القرن الحادي والعشرين وينقذ في نهاية المطاف الآلاف، إن لم يكن مئات الآلاف، من الأرواح كل عام.

وابتكر باحثون في هولندا غدداً منتجة للسم من ثعبان المرجان و8 أنواع أخرى من الثعابين في المختبر باستخدام الخلايا الجذعية. وأعلن الفريق أن السموم التي تنتجها النسخ المصغرة ثلاثية الأبعاد لغدد الأفعى متطابقة تماماً مع سم الأفعى.

وفي إنجاز موازٍ، قام العلماء في الهند بترتيب جينوم الكوبرا الهندية، أحد الثعابين “الأربعة الكبار” في البلاد والمسؤولة عن معظم الوفيات الناجمة عن لدغات الأفاعي البالغ عددها 50000 سنوياً.

وقال نيك كاماك، رئيس فريق لدغات الأفاعي في مؤسسة ويلكوم الخيرية للبحوث الطبية في المملكة المتحدة: “هذه تطورات هائلة لأنها تأخذ علوم 2020 إلى مجال تم إهماله.”

من السرطان إلى سم الأفعى

ولم يتوقع أبداً هانز كليفرز، الباحث الرئيسي في معهد “Hubrecht” لعلم الأحياء النمائي وأبحاث الخلايا الجذعية في أوتريخت، أن يستخدم مختبره لصنع سم الثعابين.

وقبل عقد من الزمن، اخترع تقنية صنع أعضاء مصغرة مصنوعة من الخلايا الجذعية للمرضى. وقد سمحت للأطباء باختبار التأثيرات المحددة للأدوية بأمان خارج الجسم، وهو الشيء الذي أحدث ثورة في عدة مجالات مثل علاج السرطان.

لماذا قرر زراعة غدة سم أفعى؟

وقال كليفرز إن الأمر كان في الأساس نزوة لثلاثة طلاب دكتوراه يعملون في مختبره، وقد ملوا من دراسة الكلى والكبد والأمعاء لدى الفئران. وأضاف “أعتقد أنهم جلسوا وسألوا أنفسهم ما هو الحيوان الأكثر شهرة الذي يمكننا دراسته؟ ليس إنساناً أو فأراً. قالوا إنه يجب أن يكون الأفعى. غدة سم الأفعى”.

وقال كليفرز: “لقد افترضوا أن الأفاعي سيكون لها خلايا جذعية بنفس الطريقة لدى الفئران والبشر، لكن لم يحقق أحد في ذلك”.

وبعد الحصول على بعض بيض الثعابين المخصب من أحد التجار، وجد الباحثون أنهم تمكنوا من أخذ قطعة صغيرة من أنسجة الثعابين، تحتوي على خلايا جذعية، وتغذيتها في طبق بنفس عامل النمو الذي استخدموه مع الكائنات العضوية البشرية -وإن كان ذلك مع انخفاض في درجة الحرارة- لإنشاء غدد السم.

ووجدوا أن عضيات الأفعى هذه – كرات صغيرة بعرض مليمتر واحد فقط – أنتجت نفس السموم مثل سم الأفعى.

الخلايا والحمض النووي وليس الخيول

وتؤدي مضادات السموم المتاحة حالياً، والتي يتم إنتاجها في الخيول وليس البشر، إلى معدلات عالية نسبياً من ردات الفعل السلبية، والتي يمكن أن تكون خفيفة، مثل الطفح الجلدي والحكة، أو أكثر خطورة، مثل الحساسية المفرطة. وتُعتبر أيضاً باهظة الثمن. ويقدر ويلكوم أن قارورة واحدة من مضادات السموم تكلف 160 دولاراً، وعادة ما يتطلب الشفاء قوارير متعددة.

وحتى لو كان الأشخاص الذين يحتاجون إليها لديهم القدرة على تحمل تكاليفها، فإن معظم ضحايا لدغات الأفاعي يعيشون في المناطق الريفية في آسيا وأفريقيا.

وقال ويلكولم إن العالم لديه أقل من نصف مخزون مضادات السموم التي يحتاجها. تم تطوير مضادات السموم الإضافية لحوالي 60٪ فقط من الثعابين السامة في العالم.

وفي هذا السياق، قد يكون لهذا البحث عواقب بعيدة المدى، مما يسمح للعلماء بإنشاء بنك حيوي من عضويات غدة الثعابين من 600 نوع أو نحو ذلك من أنواع الثعابين السامة التي يمكن استخدامها لإنتاج كميات غير محدودة من سم الثعابين في المختبر ، كما قال كليفرز.

ولإنشاء مضاد للسم، يمكن استخدام المعلومات الوراثية والتكنولوجيا العضوية لصنع مكونات السم المحددة التي تسبب أكبر قدر من الضرر -ومنها تنتج أجساماً مضادة وحيدة النسيلة، تحاكي جهاز المناعة في الجسم، لمحاربة السم، وهي طريقة مستخدمة بالفعل في العلاجات المناعية للسرطان وأمراض أخرى.

وأوضح كليفرز أن مختبره يخطط الآن لصنع أشباه عضويات من غدة السم من أكثر من 50 حيوانًا ساماً في العالم، وسيتم تقاسم هذا البنك الحيوي مع الباحثين في جميع أنحاء العالم. وفي الوقت الحالي، قال كليفرز إن لديهم القدرة على إنتاج العضيات بمعدل واحد في الأسبوع.

وأشار كليفرز إلى أن إنتاج مضادات السموم ليس مجالاً، لطالما حرصت شركات الأدوية على الاستثمار فيه.

السم كوكتيل معقد

ويتمثل أحد التحديات التي تواجه صنع مضادات السموم الاصطناعية في التعقيد الهائل لكيفية قيام الأفعى بتعطيل فريستها. ويحتوي سمها على عدة مكونات مختلفة لها تأثيرات مختلفة.

وقام باحثون في الهند بمتابعة تسلسل جينوم الكوبرا الهندية، في محاولة لفك شفرة السم.

ويعتبر جينوم الأفعى هذا الأكثر اكتمالًا الذي تم تجميعه، ويحتوي على الوصفة الجينية لسم الأفعى، مما ينشئ رابطًا بين سموم الثعبان والجينات التي تكوِّنها. وهو ليس كوكتيلًا مباشرًا، إذ حدد الفريق 19 جينًا من أصل 139 جينًا سامًا على أنها الجينات المسؤولة عن التسبب في ضرر للبشر.

وقال سوماسيكار سيشاغيري، رئيس مؤسسة “SciGenom”، وهي مركز أبحاث غير ربحي في الهند: “إنها المرة الأولى التي يتم فيها رسم ثعبان مهم طبيًا بهذه التفاصيل”.

واضاف أن ذلك ينشئ مخططًا للثعبان “ويساعدنا في الحصول على المعلومات من غدد السم”.

وبعد ذلك، سيرسم فريقه خريطة جينومات بعض أنواع الأفاعي، ما يمكن أن يساعد في صنع مضاد للسم من الغدد حيث سيكون من الأسهل التعرف على البروتينات الصحيحة.

وجنبًا إلى جنب، سيسهل الإنجازان اكتشاف ما إذا كانت بعض الجزيئات القوية الموجودة في سم الأفعى تستحق التنقيب عنها كأدوية، مما يسمح للثعابين بوضع بصماتها على صحة الإنسان بطريقة مختلفة عن الطريقة التي قصدتها الطبيعة، من خلال إنقاذ الأرواح.

وتم استخدام سم الأفعى في صنع الأدوية التي تعالج ارتفاع ضغط الدم، وأمراض القلب، مثل الذبحة الصدرية.

وقال سيشاغيري: “بالإضافة إلى كونه مخيفًا، فإن السم مفيد بشكل مذهل”.