Das Blut eines Pfeilschwanzkrebses ist für die Prüfung von Medikamenten von entscheidender Bedeutung. Kritiker sagen, es gefährdet die uralte Kreatur.

Nur wenige Organismen sind so seltsam oder so alt wie die Pfeilschwanzkrebse.

Dass sie älter als die Dinosaurier waren, eine Zeit, in der alles groß war, könnte ihre übergroßen, helmförmigen Schalen erklären, die bis zu 20 Zoll groß werden können. Sie humpeln über das Watt, als verstecke sich eine kleinere Kreatur in dieser Muschel, um sich inkognito damit fortzubewegen. Anatomisch ähneln sie eher Spinnen als Krebstieren und fluoreszieren unter ultraviolettem Licht.

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Aber vielleicht ist ihr einzigartiges Merkmal, wie ihr hellblaues Blut gerinnt, wenn es schädlichen bakteriellen Endotoxinen ausgesetzt wird, eine Eigenschaft, die sie seit etwa 450 Millionen Jahren am Leben hält.

Bakterielle Endotoxine induzieren Entzündungen und Fieber und können anaphylaktischen Schock und Tod verursachen. Sie sind verantwortlich für Geschlechtskrankheiten, bakterielle Meningitis sowie Cholera, Beulenpest und andere Krankheiten. Immunzellen in der Blutfalle der Krabben und immobilisieren diese Art von Endotoxinen, wodurch sie inert werden.

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Es ist ein Segen und ein Fluch, denn als Wissenschaftler dieses erstaunliche Abwehrsystem in den 1960er Jahren entdeckten, begannen wir, es für uns selbst zu verwenden, Pfeilschwanzkrebse zu bluten und diese Gerinnungsfunktion zu trennen, um Medikamente, Nadeln und biomedizinische Geräte zu testen, um sicherzustellen, dass sie frei von Kontaminationen sind .

Ihr Blut war so nützlich – es ermöglichte Wissenschaftlern, Impfstoffe zu entwickeln, die dem Menschen helfen, alles von Migräne über Melanome und zuletzt das Coronavirus abzuwehren –, dass wir in ihrer Bevölkerung eine Delle hinterlassen haben.

Aber während die Wissenschaft ein Problem geschaffen hat, kann sie es möglicherweise beheben.

Eine neue Technologie ist verfügbar, die eine künstliche Version von Krebsblut verwendet, um Endotoxine nachzuweisen, aber sie hat eine Debatte darüber ausgelöst, ob sie so gut ist. Die Debatte hat naturschutzbewusste Wissenschaftler gegen ein Gremium antreten lassen, das wissenschaftliche Standards für die pharmazeutische Industrie festlegt, das der Ansicht ist, dass mehr Studien durchgeführt werden müssen, bevor eine synthetische Version von Krebsblut verwendet werden kann.

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Im vergangenen Sommer, als die Coronavirus-Infektionsraten weiter anstiegen, hat eine Gruppe von Forschern von Eli Lilly, Bristol Myers Squibb, Pfizer und Roche-Genentech hat einen Forschungsbericht veröffentlicht das die beiden Produkte verglich – Limulus-Amöbozyten-Lysat oder LAL, das aus dem Blut von Pfeilschwanzkrebsen hergestellt wird, und das synthetische Produkt, das als rekombinanter Faktor-C-Assay oder rFC bezeichnet wird.

Aber die Ergebnisse trugen wenig dazu bei, eine Debatte zu unterdrücken.

Pharmaunternehmen müssen sicherstellen, dass ihre injizierbaren Medikamente und Medizinprodukte wie Hüft- und Kniegelenkersatz frei von bakteriellen Endotoxinen sind. Naturschützer sagen jedoch, dass rFC bakterielle Endotoxine genauso gut erkennen kann, und sie haben das wissenschaftliche Standards Board, bekannt als U.S. Pharmacopeia (USP), dazu gedrängt, rFC als alternativen Test für Endotoxine neben LAL einzuführen.

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Wenn sich Pharmaunternehmen weiterhin ausschließlich auf LAL verlassen, werden die Populationen der Pfeilschwanzkrebse gefährdet.

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Es wäre nicht das erste Mal, dass diese Art vom Aussterben bedroht ist. In den 1990er Jahren wurde die Population der Pfeilschwanzkrebse entlang der Ostküste von Fischern dezimiert, die sie als Köder verwendeten, um Aale zu fangen und den lukrativen Markt für Wellhornschnecken oder Muscheln in die Enge zu treiben. Zuvor konnten Wissenschaftler entlang der Delaware Bay durchschnittlich 45.000 Pfeilschwanzkrebseier pro ungefähr 11 Quadratfuß in den oberen zwei Zoll Sand. Seit 1995 schwankte diese Zahl nach Angaben der New Jersey Division of Fish and Wildlife zwischen 5.000 und 10.000. Und die Bevölkerung kämpft darum, sich zu erholen, da Unternehmen, die LAL herstellen, jetzt Krabben ernten, sagen einige Naturschützer. Etwa 500.000 Krabben werden jedes Jahr aus Gewässern und Stränden entlang der Atlantikküste gerupft, um LAL herzustellen.

Ich könnte Ihnen einen Film aus dem Jahr 1986 zeigen, der direkt da drüben am Reeds Beach gedreht wurde, und die Eier lagen so tief am Strand, sagte Larry Niles, ein Biologe, der früher in der Abteilung für Fisch und Wildtiere in New Jersey tätig war, und hielt seine Hand etwa acht Jahre später Zentimeter über dem Sand.

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Die Eier sind nicht nur ein Proxy für die Messung von Krabbenpopulationen. Sie sind Nahrung für wandernde Küstenvögel wie den Rufa Red Knot, der jedes Jahr 9.300 Meilen von Argentiniens Feuerland in die kanadische Arktis fliegt, um zu brüten, und in der Delaware Bay Halt macht, um Krabbeneier zu essen. Aber seine Population ging von den 1980er bis in die 2000er Jahre um 75 Prozent zurück, hauptsächlich weil das Angebot an Pfeilschwanzkrebseiern zurückging.

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Die Jagd nach Coronavirus-Impfstoffen hat nur Bedenken hinsichtlich der Nachhaltigkeit von Pfeilschwanzkrebsen geschürt. Im März 2020 befanden sich 241 Therapien, darunter auch Impfstoffe, in der Entwicklung. Heute sind es laut etwa 838 War , ein Handelsverband, der Biotechnologieunternehmen vertritt.

Jedes Medikament oder jeder Impfstoffkandidat, jede klinische Studie oder fertige Lösung, die in den Körper injiziert wird, muss LAL-Tests unterzogen werden. Das Wasser und die Rohstoffe, die in solche Lösungen fließen, müssen ebenfalls getestet werden, sagte Kevin Williams, ein Wissenschaftler, der 30 Jahre bei Eli Lilly verbrachte und jetzt für bioMérieux arbeitet, ein französisches multinationales Biotechnologieunternehmen, das rFC herstellt. Dies ist also ein immenser additiver Effekt, wenn man bedenkt, wie viele Unternehmen jetzt an Impfstoffen und Medikamenten gegen Covid arbeiten.

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Schon vor dem Coronavirus stieg die Nachfrage nach Pfeilschwanzkrebsenblut.

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Blutungslabore, die etwa 30 Prozent ihres Blutes an Pfeilschwanzkrebsen ausbluten und dieses Blut in LAL umwandeln, sammelten 2019 637.029 Pfeilschwanzkrebse, 30 Prozent mehr als im Jahr zuvor. Während die Krabben ins Wasser zurückgebracht werden, gehen die Fischereibehörden davon aus, dass mindestens 15 Prozent – ​​oder 95.554 – von ihnen sterben. Einige Untersuchungen zeigen das Sterblichkeitsrate bis zu 30 Prozent .

Wie es jetzt ist, beruht die gesamte Lieferkette für Endotoxintests von Medikamenten auf der Ernte eines gefährdeten oder fast ausgestorbenen Meeresbewohners, sagte Williams. So umsichtig die Pharmaindustrie auch ist, dies scheint derzeit ein blinder Fleck zu sein.

Die Food and Drug Administration, die neue Arzneimittelanwendungen überprüft, akzeptiert zwar mit rFC getestete Medikamente, aber Unternehmen müssen für ihre Anwendung mehr Arbeit leisten, als wenn sie LAL verwendet hätten, was kostspielig und zeitaufwändig ist, wodurch es weniger wahrscheinlich ist, dass sie die Produkt.

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Bis heute ist Eli Lilly das einzige Unternehmen, das rFC verwendet, wenn es seine neuen Arzneimittelanträge bei der FDA einreicht – obwohl im vergangenen Sommer auch der französische Arzneimittelhersteller Sanofi angekündigt hatte, rFC zu verwenden. Aber die Dynamik wird wahrscheinlich nicht anziehen, bis die USP in ihren Richtlinien sagt, dass Arzneimittelhersteller die Alternative verwenden können. Die Europäische Pharmakopöe hat rFC letztes Jahr für Endotoxintests zugelassen.

Obwohl rFC eine Alternative zu LAL ist, reichen die heute verfügbaren Daten nicht aus, um sie auf das gleiche Niveau zu bringen, damit sie austauschbar verwendet werden können, sagte Fouad Atouf, Vice President of Global Biologics bei USP.

Atouf sagte, USP sei nicht die einzige Organisation, die dies sagt. Als sie in Erwägung zog, rFC und LAL in ihrem Kompendium der Standards gleichzustellen, bat sie die Interessenvertreter der Branche um Stellungnahmen, und es bestand kein breiter Konsens darüber, dass genügend Daten vorhanden waren. Sogar die FDA äußerte Bedenken, sagte er.

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Jay Bolden von Eli Lilly sagt, dass seine Studie vom September dem USP diese Daten liefert.

Wir haben uns die gesamte verfügbare wissenschaftliche Literatur zu rFC angesehen und ein Dutzend Studien gefunden, die genau das sagen, was der [USP] unserer Meinung nach brauchen würde, um solche Urteile zu fällen, sagte Bolden.

Er sagte, es gebe nur eine Studie von einem Unternehmen, das LAL herstellt, in der rFC minderwertig zu sein scheint, und dies liegt daran, dass vorgefiltertes Wasser verwendet wird, was die Ergebnisse verfälschen kann.

Ausfluss braun

Charles River Laboratories International, das diese Studie durchführte, stellte fest, dass sie einem Peer-Review unterzogen wurde und Proben von verschiedenen Punkten in den pharmazeutischen Wasserreinigungsprozessen verwendet wurden.

Obwohl diese Wasserproben nicht routinemäßig auf bakterielle Endotoxine getestet werden, existieren sie in den Produktionsstätten und stellen daher Risiken für den Produktionsbetrieb dar, sagte Samantha Jorgensen, stellvertretende Direktorin für Öffentlichkeitsarbeit und soziale Medien bei Charles River.

Jack Levin, Professor an der University of California School of Medicine in San Francisco und der Wissenschaftler, der bei der Entdeckung des LAL-Tests mitgewirkt hat, bestreitet die Vorstellung, dass die LAL-Hersteller die Krabben töten.

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Während er einräumt, dass die Krabbenpopulation in den Vereinigten Staaten vor etwa 15 Jahren aufgrund der Köderfischer zusammengebrochen ist, hat die Bundesregierung interveniert und Quoten eingeführt, und die Population habe sich erholt, sagte er.

Die Leute seien oft mit einem gewissen religiösen Eifer an die Sache herangegangen und wollten das ignorieren, sagte er. Ich glaube definitiv nicht daran, Tiere unnötig zu töten. Und Sie können, wenn Sie wollen, gegen Tierversuche argumentieren, bis sie sich natürlich auf Ihre eigene Gesundheit auswirken. Aber das Argument, dass die Lysatindustrie die Krabbenpopulation entvölkert, ist einfach nicht richtig.

Die Amerikanische Pfeilschwanzkrebse gilt nicht als gefährdet, obwohl sie auf der Roten Liste gefährdeter Arten der International Union for Conservation of Nature (IUCN) als gefährdet eingestuft wird. Naturschützer befürchten jedoch, dass die Art, wenn sie weiterhin überfischt wird, den Weg der in Taiwan bereits ausgestorbenen Asiatischen Pfeilschwanzkrebse gehen könnte, in Hongkong verschwindet und in China schwindet. Die IUCN listet die asiatische Krabbe aufgrund biomedizinischer Blutungen sowie der Küstenentwicklung, die ihren Lebensraum zerstört, als gefährdet auf.

Die USP sagt, sie sei entschlossen, Wege für den Übergang von tierischen zu synthetischen Materialien zu finden, aber es braucht mehr Beweise dafür, dass die beiden Produkte auf Augenhöhe sind. Die USP führt diesen Sommer eine eigene große Studie durch, in der die beiden Produkte verglichen werden – obwohl die Studie sehr zum Entsetzen derjenigen, die auf rFC drängen, auch einige ungefilterte Wasserproben verwenden wird, ähnlich dem Wasser, das in der Charles River-Studie verwendet wurde .

Jessica Ponder, Analytikerin für regulatorische Tests des Physicians Committee for Responsible Medicine, sagt, dass die amerikanische Krabbenpopulation derzeit möglicherweise nicht am Abgrund steht, aber wir möchten nicht auf ein Tier angewiesen sein, insbesondere nicht auf ein Tier, das nur in jetzt ein Land. Ihre Organisation, die In-vitro-Assays fördert, um Tierversuche zu ersetzen, wo sie nicht erforderlich sind, sagte, sie habe sich den Test angesehen und glaubt, dass die Daten zur Verwendung von rFC vorhanden sind.

Es gibt einen Grund, warum Eli Lilly zu rFC gewechselt hat, und es ist nicht nur eine gute Führung, sondern auch Weitsicht, sagte sie.

Sie sehen dies eine Meile entfernt, dass wir dieses Pfeilschwanzkrebsblut irgendwann nicht mehr zur Verfügung haben werden, sagte sie. Wird das heute sein? Wird es jetzt 20 Jahre dauern? Das ist nicht leicht vorherzusagen, wenn Sie eine natürliche Ressource haben, aber gleichzeitig, worauf warten wir?

Während unsere Abhängigkeit von diesen Krabben wächst, verrichten sie weiterhin ihre Arbeit, tauchen jedes Jahr im Mai bei Flut und Vollmond aus dem Meer auf und klettern zum Laichen an die Strände. Im Moment retten sie uns. Eines Tages kann es umgekehrt sein.

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