A jól használt méreg nemcsak gyógyít, de gazdaggá is tesz

Nincsen jövőnk tudomány nélkül, nincsen Qubit nélkületek. Támogasd a munkánkat!

Vajon akkor is hatékony a viperaméreg, ha megisszuk? Erre a kérdésre akart választ kapni az önkísérletező orvosok hosszú sorát követő Richard Mead, amikor az 1700-as évek elején egy társasági esemény keretében barátaival együtt – ki hígítva, ki hígítatlanul – nemcsak megkóstolta, de le is nyelte a frissen csapolt folyadékot. A következő évtizedekben a londoni celebvilág orvosaként dolgozó Meadnek semmi baja nem lett (aki hígítatlan formában találkozott a viperaméreggel, annak megduzzadt a nyelve), így bizonyítottnak vették, hogy a méreg csak a vérbe jutva halálos. Az első, kizárólag toxinokról szóló angol nyelvű könyvben Mead azt is leírta, hogy a viperaméregnek éles, égő íze van, és azt tanácsolta kollégáinak, hogy – hacsak nincs nyálkahártyafekélyük – méregeltávolító módszerként nyugodtan használják a mart sebek kiszívását. Mead az ekkor kezdődő divatnak megfelelően a gépek működésével vetette egybe az emberi és állati test folyamatait, és 1702-ben megjelent könyvének A mérgek mechanikus működése címet adta. A könyv óriási siker, írója pedig a király, II. György, és számos korabeli híresség (Alexander Pope, Edmund Halley és Isaac Newton) orvosa lett. Több mint tízezer kötetes könyvtárát szabadon igénybe vehették kollégái.

Méregkönyvtárak és gyógyszerjelöltek

Bár a becslések szerint negyedmillió állatfaj állít elő mérget, a tudomány a következő háromszáz évben is leginkább a kígyók mérgét tanulmányozta. Csak a 21. században vált lehetségessé a sokkal kisebb testű, sokkal kevesebb mérget előállító pókok, tengeri csigák vagy darazsak toxinológiai vizsgálata (egy pók napi századliter, egy álskorpió 5 milliomodliter mérget termel). Az állatiméreg-kutatás forradalmát a kevés alapanyagot is értelmezni képes molekulaszekvenáló módszerek kifejlődése indította el, így ma már hatalmas adatbázisokban tartják nyilván és nagy áteresztőképességű szűrővizsgálatokkal, mesterséges intelligencia segítségével tesztelik, hogy a százezernyi méregösszetevő milyen célmolekulákra hathat. Korábban sosem látott hatékonysággal elemeznek újabb és újabb mérgeket: proteomikai módszerekkel magukat a méregösszetevőket azonosítják, transzkriptomikával a méregmirigyekben átíródó géneket vizsgálják, teljesgenom-szekvenálással a mérget termelő állatok örökítőanyagának betűsorrendjét írják le (az első ilyen 2006-ban a mézelő méh, az Apis mellifera volt). A nagy áteresztőképességű szűrővizsgálatokkal ígéretes gyógyszerjelölteket találnak: szeptemberben jelentették be, hogy a méhméreg fő összetevője, a melittin megöli az eddig kezelhetetlennel bizonyult, agresszív mellrákféleség (háromszorosan negatív, HER2-pozitív emlőrák) sejtjeit. Ahogy az a melittin esetében is történik, a megtalált gyógyszerjelölteket továbbalakítják, így biztosítják, hogy az eredetileg is nagyon szelektív méregmolekulák az egészséges sejteket érintetlenül hagyva csak a valóban célba vett sejtekhez kötődjenek.

Királykobra (Ophiophagus hannah), a földkerekség leghosszabb mérgeskígyója

A toxinkönyvtárak a természetes és a mesterségesen továbbalakított mérgeken kívül szintetikus mérgeket is tartalmaznak, amiket a méregmolekula-gének felhasználásával előre meghatározott struktúra szerint hoznak létre. A nagy áteresztőképességű szűrővizsgálatokban is egyre inkább a természetes mérgek mesterségesen szintetizált változatait használják, ami etikai szempontjából is előrehaladás, hiszen így „csak” egyetlen állatot kell megölni mérgének katalogizálásához. A mára önálló tudományterületté vált venomika és 12 évnyi kutatás révén a közelmúltban azonosították a Costa Rica-i korallkígyó halált okozó toxinjának titkát is. Ez az első ismert állati méreg, ami a központi idegrendszeri gátló receptorokat (GABA-receptorok) befolyásolja: véglegesen hozzájuk kötődve, a gátlást gátolva vált ki epilepsziás krízist. A kutatók azt is kiderítették, mi a különösen erős kötődés oka: a toxin nem a receptor szokványos felszínéhez csatlakozik, és ennek hatására megváltozik a receptor alakja; a kutatók reményei szerint az alakváltó receptorkötődés további tanulmányozása segíthet a receptor hibái következtében kialakuló betegségek – epilepszia, szkizofrénia, krónikus fájdalom – jobb megértésében.

Ősi rovarmérgek, fiatal emlőstoxinok

Az állati toxinok már a venomika kialakulása előtt is az alapkutatás nagy sikerű eszközei voltak, nem véletlenül. A méregmolekulák 400 millió éves evolúciójuk során nagyon stabillá, specifikussá és potenssé váltak, ráadásul sokféle irányba fejlődve sokféle célmolekulára hatnak, és szélsőséges válaszokra késztetik a megtámadott szervezetet. Van méreg, ami a világ legerősebb fájdalmát okozza (egyéb szempontból is különleges: emlősállat, a kacsacsőrű emlős hímje állítja elő) és van, ami érzéstelenít, így fájdalomcsillapítóként használható; egyes mérgek gátolják a véralvadást, mások segítik; egyes mérgek túlingerlik, mások blokkolják az idegrendszert; egyes mérgek elpusztítják az ideg- és izomsejteket, míg más mérgek védik őket, és olyan anyagokat tartalmaznak, amik serkentik a növekedésüket. Az idegnövekedési faktor 1986-ban Nobel-díjjal jutalmazott felfedezése például a halászvipera mérgének köszönhető, amiről kiderült, hogy nemcsak a feltételezett szennyeződések lebontására alkalmas, hanem többezerszer hatékonyabban növeszti az idegsejteket, mint az eredetileg tanulmányozott anyag.

Mivel a mérgek egymástól függetlenül legalább száz különböző útvonalon alakultak ki, a toxinológusok az egészséges és beteg emberi szervezet működésének feltárásán túl az evolúció nagy kérdéseihez is egyre inkább hozzá tudnak szólni. Már Darwin is egy darázsméreg működésmódját megfigyelve vonta kétségbe a mindenható jóisten létét (a parazitoid darázs a petéit a megbénított áldozatra rakja, amit azok lassanként elfogyasztanak), a modern evolúciókutatók pedig kiderítették, hogy eredetileg az emlősök is mérgeztek (a humán genomban pszeudogének formájában vannak jelen ennek nyomai). A ma is mérgező emlősfajok ősei korán elágaztak a törzsfa emlőságán, és a vérszívó denevéren kívül rovarevők. A ritka, mérges emlősfajok közé tartozik a cickány, a patkányvakond és egyetlen főemlősként a lajhármaki is; ez utóbbi a már említett kacsacsőrű emlőshöz hasonlóan a mérgét nem a zsákmány, hanem a vetélytársak ellen veti be. Az óriási fájdalmat okozó kacsacsőrűemlős-méreg azért is különleges, mert több fehérjéje is létezik kétféle izomer formájában. A D-aminosavakat tartalmazó fehérjék a szövetekben sokkal stabilabbak, és némelyikük jóval potensebb, mint a szokványos, L-aminosavat tartalmazó forma. A példán felbuzdulva kezdték kutatni, hogy közrejátszik-e ilyen stabil izomer olyan, embert is érintő lerakódási betegségek kialakulásában, mint az amiloidózis vagy az Alzheimer-kór. A többi különleges emlősméreg pedig a fájdalomérzés kutatásán kívül lehetséges gyógyszerként merül fel a magas vérnyomás, a migrén vagy a petefészekrák kezelésében. 

Lajhármaki (Nycticebus pygmaeus)

Gyógyszerek, ellenmérgek és kígyóevők

Az első állati méregből előállított gyógyszert is a népbetegségnek számító magas vérnyomás kezelésére fejlesztették ki. Az 1980-as évek eleje óta forgalmazott, értágító hatású szer kasszasiker lett, gyártója évente másfél milliárd dollár értékben dobja piacra. A brazil vipera mérgét másoló gyógyszer mellett még kb. húsz egyéb venom-gyógyszer kapható szívinfarktus, szívelégtelenség és cukorbetegség kezelésére, véralvadásgátlásra, fájdalomcsillapításra, így a kígyóknak, csigáknak, gyíkoknak sokkal több emberélet köszönhető, mint ahány állatot elpusztítanak.

Ősi kérdés, hogy a mérges állatok miért nem pusztulnak el saját mérgüktől. Nyilván védetté válnak valahogy, gondolták már az ókorban is, ezért a mérgezéstől félők, köztük a pontoszi Mithridátész király folyamatosan növekvő dózisok beadásával próbálták magukat kígyóméreg-rezisztenssé tenni. Az anyjától rettegő Mithridátész a legenda szerint olyan sikerrel járt, hogy később öngyilkossági kísérlete is kudarcot vallott, és róla nevezték el mithridatizmusnak az eljárást, mithridátumnak az ellenmérget. A tudomány a 20. században kimutatta, hogy egyes mérgek ellen az immunrendszer valóban állít elő ellenanyagot, és a venomika bizonyította, hogy egyes állatok valóban így, ellenanyag-készítéssel védekeznek saját fegyverük ellen (pl. a csörgőkígyó). Ám ezen kívül más cseles módszert is kitalált még az evolúció. A kobra idegbénító mérge például a saját szervezetében nem tud kapcsolódni az idegsejt-receptorhoz, mert egy apró cukormolekula megakadályozza ebben, miközben nem gátolja a receptor működését biztosító molekula kötődését. Receptormódosulások állnak a halálos mérget termelő skorpiók, békák és gömbhalfélék életben maradása mögött is. A konvergens evolúció szép példájaként pedig kiderült: a már említett apró cukormolekula kifejlődött a kobrát evő mongúz szervezetében is.

Az ellenszer a gazdagoké

A venomikai forradalom beindulása ellenére a mithridátumok gyártása ma is archaikus módszerekkel történik: lovakba vagy birkákba fecskendezik az adott földrajzi területen előforduló kígyó vagy pók mérgét (ami akár 30 000 összetevőből is állhat), majd az állat vérét a védettség kialakulása után lecsapolják, és a tisztított vérszérumot alkalmazzák ellenméregként. Ezzel a módszerrel azonban több gond is van. Egyrészt antitestek a méreg olyan összetevői ellen is kialakulnak, amelyek nem okoznának problémát (az ellenanyagoknak csak 10-20 százaléka hasznos), de a haszontalan antitestek részt vesznek az esetenként súlyos allergiás reakció kialakításában. Másrészt mivel minden egyes állatfaj mérge ellen külön ellenanyagot kell kifejleszteni, a gyógyszergyáraknak nem éri meg ezeket gyártani, különösen nem a szegény afrikai országokban vagy Indiában előforduló mérges kígyók esetén (van belőlük több száz féle). Ezért míg a mérges állatokkal leginkább ellátott földrészen, Ausztráliában minden állati méreg ellenanyaga kapható, Indiában évente 50 000-en halnak meg amiatt, hogy nem tudnak hozzájutni a gyógyszerhez. Az USA-ban pedig a fizetőképes keresletre hivatkozva 8 és 40 ezer dollár között árulnak egyetlen ampullányit abból az ellenszerből, ami Mexikóban 100 dollárba kerül.

A remények szerint a jövőben a venomika további fejlődésével speciális, csak a tüneteket okozó méregkomponensek ellen kifejlesztett, olcsó ellenszerek állnak majd rendelkezésre, és a klinikai vizsgálati szakban lévő fájdalomcsillapító, rák és autoimmun gyulladás elleni szerek is jól szerepelnek. Az aggódók pedig arra hívják fel a figyelmet, hogy csak az eddig nem vizsgált pókok mérgében 20 millió ismeretlen összetevő lehet, amelyek nagy része, ha ilyen tempóban pusztítjuk az állatvilágot, örökre ismeretlen is marad.

Járvány, klímaváltozás, forradalmak – mindez csak három dermesztő arca annak a felbolydult világnak, ami ránk vár. Lesz még neki jó pár. Ha teheted, segítsd a munkánkat, mi megháláljuk a bizalmadat, és ebben a nagy zavarodottságban hitelesen, alaposan és közérthetően magyarázzuk el, hogy a legégetőbb kérdésekre milyen válaszokat adnak a sárgolyó legnagyobb elméi. Maradj velünk. Támogatom a Qubit szerkesztőségét!

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: