Blutige Ernte

von Alexis C. Madrigal, Der Atlantik

Jedes Jahr werden bis zu eine halbe Million Pfeilschwanzkrebse gefangen und geblutet, um eine einzigartige biomedizinische Technologie zu schaffen.


Aufnahme aus dem PBS Nature-Dokumentarfilm - Eine Katastrophe zweier Arten

Der erste Gedanke, der über das Blut der Pfeilschwanzkrebs entsteht, ist blau, himmelblau.

Das bemerkenswerteste Merkmal des Pfeilschwanzkrebsblutes ist jedoch nicht die Farbe. Dies ist eine chemische Verbindung, die nur in den Amöbozyten ihrer Blutzellen vorkommt und in der Lage ist, Spuren von Bakterien zu erkennen und sie in einem irreversiblen Blutgerinnsel einzufangen.

Um diese biologische Eigenart zu nutzen, bauen Pharmaunternehmen Zellen ab, die eine bestimmte Substanz namens Koagulogen enthalten. Dann können sie Koagulogen als Verschmutzungsdetektor in jeder Lösung verwenden, die mit Blut in Kontakt kommen kann. Wenn gefährliche Endotoxine von Bakterien in der Flüssigkeit gefunden werden - selbst wenn ihre Konzentration einen Teil pro Billion beträgt -, wird der Blutabzug aus Pfeilschwanzkrebsen wirken und die Lösung in das verwandeln, was der Wissenschaftler Fred Bang, der Mitautor der Entdeckung, als „Gel“ bezeichnet.

"Es immobilisiert Bakterien, tötet sie aber nicht ab." - schrieb Bang 1956 in einer Arbeit, die eine Substanz beschreibt. "Das Gel oder Gerinnsel war stabil und viskos und blieb dies mehrere Wochen bei Raumtemperatur."

Wenn keine bakterielle Kontamination vorliegt, tritt keine Koagulation auf, und es kann eine Entscheidung über die Abwesenheit von Bakterien getroffen werden. Dies ist ein einfacher, fast sofortiger Test, der als LAL- , LAL- oder Limulus-Amöbozyten-Lysat bezeichnet wird. Der Test ist nach der Krabbenart Limulus polyphemus benannt.

Der LAL-Test ersetzte eine ziemlich große Anzahl erschreckender Studien durch alle Arten von Schadstoffen (große Kaninchenkolonien) . Pharmaunternehmen arbeiten nicht gerne mit Kaninchen, unter anderem, weil dies ein langsamer und teurer Prozess ist.

Bis heute ist das Testen mit Pfeilschwanzkrebsblut ein großes Geschäft geworden. "Jedes von der FDA zertifizierte Medikament (US Food and Drug Administration) muss mit LAL getestet werden." - sagt der PBS Nature-Dokumentarfilm , "einschließlich chirurgischer Implantate wie Herzschrittmacher und Prothesen."

Ich weiß nicht, wie es mit Ihnen ist, aber ich habe die Idee, dass jeder Mensch in Amerika, dem jemals injiziert wurde, vor Bakterien geschützt war, weil wir das Blut unsichtbarer Meerestiere mit versteckten chemischen Superkräften sammeln - diese Idee macht mich ein wenig unruhig. Dies ist nicht einmal ein Drehbuch für einen Science-Fiction-Film, es ist Postmodernismus.

Das einzige Problem ist, dass Unternehmen große Mengen Blut von der Pfeilschwanzkrebs benötigen. Pfeilschwanzkrebse leben auf dem Meeresboden nahe der Küste. Wenn sie sich paaren wollen, schwimmen sie im flachen Wasser, und die Krabbenfänger am Boden entreißen sie ihrem heimischen Lebensraum.

Fänger, die für biomedizinische Unternehmen arbeiten, sind nicht die ersten, die Pfeilschwanzkrebse entwickeln. Zurück in die Zeit des kolonialen Amerikas wurde „Muscheldünger“ verwendet, um die Felder anzureichern. Im 20. Jahrhundert entstand in Delaware Bay sogar eine organisierte Industrie. Die Pfeilschwanzkrebsschalen wurden verdampft und dann begraben, um die landwirtschaftlichen Felder zu füttern. Andere gingen, um Schweine zu füttern. Die Anzahl der gefangenen Krabben lag in Millionenhöhe.

Sammeln von Pfeilschwanzkrebsen für die Düngemittelproduktion, 1928. (Staatsarchiv von Delaware)

Aufgrund der Tatsache, dass wir die Population der Pfeilschwanzkrebse langsam zerstörten, war die Industrie für die Herstellung von Düngemitteln aus ihren Schalen in den 1970er Jahren zurückgegangen und verschwunden. Der Fang wurde jedoch in den 1990er Jahren wieder aufgenommen, als die Fischer erkannten, dass sie die Pfeilschwanzkrebs als Köder zum Angeln verwenden konnten. Einschließlich großer Mollusken, Schlepper und Flussaale.
Mit anderen Worten, diese Tiere fühlten nicht die Freundlichkeit der Menschen. Sie wurden nicht durch die Art von Zuneigung verwöhnt, die wir zum Beispiel Handkaninchen entgegenbrachten. In den Augen der Menschen vor den Werken von Fred Bang war die einzige Tugend der Pfeilschwanzkrebse ihre Verfügbarkeit. Sie lieben die Küste wie wir.

Und aufgrund des hohen Bakteriengehalts in diesem Lebensraum haben die Pfeilschwanzkrebse laut Bang ihren erstaunlichen chemischen Schutz erhalten. Ihr Kreislaufsystem ähnelt eher dem Kreislaufsystem der Spinnen als unserem. Wenn wir etwas Schlechtes einatmen, passiert dieses Ding unseren Körper und unsere Blutvenen und hat die unangenehmen Folgen einer vollständigen Kommunikation mit weißen Blutkörperchen. Aber wenn Bakterien durch das Exoskelett der Pfeilschwanzkrebs gelangen, können sie sich frei bewegen und Schaden anrichten.

„Durch das Vorhandensein großer Nebenhöhlen kann Blut in direkten Kontakt mit dem Gewebe kommen“, erklärt das Woods Hole Institute of Oceanography die Geschichte der Krabbe. "Es gibt eine große Anzahl von offenen Hohlräumen und Bakterien, die in die Risse in der Schale der Pfeilschwanzkrebs eindringen und leicht in das Innere der Krabbe gelangen, wodurch ein möglicherweise tödliches Szenario entsteht."

Koagulogen verändert das Zugangsregime im Kreislauf der Pfeilschwanzkrebse. Wenn Krabbenblutzellen eine Invasion spüren, setzen sie Granulate mit einer Chemikalie frei, die eine klebrige physikalische Barriere für die Bewegung von Bakterien darstellt und die Ausbreitung von Infektionen verhindert. Die beste Metapher wäre die Supermacht von Iceman Man aus den X-Men-Filmen , aber anstatt die Kälte zu nutzen, um seine Feinde zu eliminieren, nutzt die Pfeilschwanzkrebs ihre erstaunlichen chemischen Fähigkeiten.
Leider fehlen diese Fähigkeiten von Pfeilschwanzkrebsen beim Menschen.

Nachdem die Krabbensammler sie ins Labor gebracht haben, durchstechen sie das Gewebe im Bereich des Tierherzens und sammeln bis zu 30 Prozent des Tierbluts. Amöbozytenextrakt (LAL) wird aus dem Blut gewonnen, sein möglicher Marktwert erreicht bis zu 15.000 USD pro Quart. Nur fünf Unternehmen entnehmen Krabben Blut: Mitarbeiter von Cape Cod , Lonza , Wako Chemicals , Charles River Endosafe und Limuli Labs (die keine Website haben)

Die Pfeilschwanzkrebse kehren weit entfernt von dem Ort, an dem sie gefangen wurden, in den Ozean zurück - um das Ausbluten von Tieren zu verhindern. Der gesamte Vorgang dauert 24 bis 72 Stunden.

Vertreter der Industrie berichten, dass eine kleine Anzahl von Tieren stirbt. Etwa 10 bis 30 Prozent der Gesamtzahl der blutvergießenden Tiere sterben jedoch tatsächlich. Dies kann mit der Art und Weise verglichen werden, wie wir Blut spenden. Krabben nehmen Apfelsaft, essen süße Kekse und kehren bald zur Normalität zurück.

Einige Experten weisen jedoch auf Probleme hin. In Gebieten, in denen Pfeilschwanzkrebse in großen Mengen für biomedizinische Zwecke geerntet werden, wie beispielsweise in Pleasant Bay und Massachusetts, ist die Wahrscheinlichkeit, dass Frauen laichen, geringer. Vielleicht verdirbt die Auswahl von Blut sie technisch gesehen, wenn nicht sogar zum Tod.

Forscher der University of New Hampshire und der Plymouth State University beschlossen, diese Hypothese zu testen. Sie befestigten Beschleunigungsmesser an weiblichen Pfeilschwanzkrebsen, die Blut für das Wohl unserer Gesellschaft vergossen.


Pfeilschwanzkrebs mit Beschleunigungsmesser

Sie beschrieben die Ergebnisse einer Studie in einem neuen Artikel im Biological Bulletin: „Die subletalen verhaltensbezogenen und psychologischen Auswirkungen des biomedizinischen Blutentnahmeverfahrens für Pfeilschwanzkrebse, Limulus polyphemus.“

Wie sich herausstellte, macht der Blutentnahmevorgang blutlose Tiere träger, langsamer und weniger bereit, den Gezeiten zu folgen, wie es für ihre Verwandten üblich ist.

"Die Veränderungen, die wir im Grad der Mobilität, der Bewegungsgeschwindigkeit und der Anfälligkeit für Gezeitenrhythmen beobachten, können sich nachteilig auf die tägliche Aktivität von L. polyphemus auswirken, die insbesondere mit der Laichzeit verbunden ist." Sie sagten. „Das Laichen erfordert mehrere energieintensive Wanderungen zur Flut. Dies gilt insbesondere für Frauen, die mehrmals pro Woche zur Flut reisen können. Ein Mangel an Aktivität, der beispielsweise durch Blutentnahmen verursacht wird, kann die Anzahl solcher Migrationen oder deren Dauer beeinflussen. Im letzteren Fall können Frauen das Laichen für die Erholungsphase verschieben, was ihren Laichertrag verringern kann. “

Kurz gesagt: Die Spende einer weiblichen Pfeilschwanzkrebs kann ihre Liebeszuneigung mildern, wenn sie nicht getötet wird. (Nur 18 Prozent der vom Autor beobachteten Pfeilschwanzkrebse starben.)
Gleichzeitig ist der Prozess der Blutentnahme definitiv besser als die Bruttoproduktion von Pfeilschwanzkrebsen, die zuvor stattgefunden hat, und die Wissenschaft beweist, dass es keine Analoga von Tierblut gibt.

Die logische Frage wird sein: Warum ist der synthetische Ersatz für das Amöbozytenlysat noch nicht erfunden? Letztendlich ist dies nicht dasselbe, wenn wir noch Insulin für Diabetiker von Schweinen extrahieren. Wir verwenden Hefe , um es unter Verwendung einer DNA-Sequenz herzustellen, die ein Protein codiert.

Folgendes stellt sich heraus: Unternehmen arbeiten an einer solchen Lösung. Sie möchten nicht, dass die Produktion ihrer Bestandteile durch den Nationalen Fischereiplan geregelt wird, wenn sie dies vermeiden können.

Insbesondere der Biologe Ding Jack Ling von der National University of Singapore hat erfolgreich einen bakteriellen Enzymdetektor namens Faktor C entwickelt. Er verkaufte eine Lizenz an Lonza, die ihn als Produkt namens PyroGene auf den Markt brachte . Das deutsche Unternehmen Hyglos arbeitet an einem neuen synthetischen Endotoxin-Detektor . Weitere, noch fortschrittlichere technologische Lösungen sind auf dem Weg.

Also gute Nachrichten für Pfeilschwanzkrebse! Es ist, als hätten wir ein Ölfeld entdeckt und Pottwale begannen zu feiern ( zumindest in der Vorstellung des Karikaturisten Vanity Fair ).

Ein kosmischer Witz könnte sein, dass Pfeilschwanzkrebse, die seit 30 Jahren ein wesentlicher Bestandteil der neuen biotechnologischen Wirtschaft sind, zu ihrem früheren Status als Fischköder für Raubschnecken zurückkehren. In allen Fällen einen Wert darzustellen, ist für Pfeilschwanzkrebse nachteilig. Aber am Ende keinen wirtschaftlichen Wert zu haben, ist das Schlimmste.

Pfeilschwanzkrebse sind alte Tiere mit einer Geschichte von mehr als einer halben Milliarde Jahren. Sie haben einzigartige Gewohnheiten und Lebensstile, während wir sie seit Jahrzehnten beobachten. Ihr blaues Blut? Dies liegt an der Tatsache, dass Kupfer in ihrem Blut die gleiche Rolle spielt wie Eisen in unserem. Hämoglobinmoleküle auf Eisenbasis, die Sauerstoff in unserem Blut transportieren, färben sich rot. Sauerstofftransportierende Hämocyaninmoleküle auf Kupferbasis in ihrem Blut machen es blau.

Unser eigenes Erscheinungsbild erschien tausende Male später, nachdem es vor ein paar hunderttausend Jahren zu einem echten anatomischen Erscheinungsbild geworden war. Hoffen wir, dass wir die Pfeilschwanzkrebse nicht zerstören, nachdem wir ihre alte chemische Weisheit geklont haben.