Ogni anno nel mondo muoiono più di 100.000 persone a causa del morso di un serpente velenoso. E altre 400.000 sopravvivono all’attacco riportando lesioni o disabilità dovute alle amputazioni. Si tratta di una vera e propria emergenza sanitaria, troppo spesso trascurata perché riguarda principalmente i paesi in via di sviluppo. Che nei prossimi anni rischia anche di peggiorare: già nel 2015 Medici Senza Frontiere lanciò un allarme, rivolgendosi a governi, organizzazioni sanitarie e finanziatori, perché le scorte del principale antidoto si stavano esaurendo. Ma oggi una nuova speranza viene dalla ricerca: uno studio della Utrecht University, pubblicato sulle pagine di Cell, è riuscito per la prima volta a produrre il veleno in laboratorio a partire dalle ghiandole di serpente. Aprendo nuove strade per la produzione degli antidoti.
Dalle ghiandole produttrici di veleno agli organoidi
Da anni gli scienziati dell’Università di Utrecht guidati dal genetista molecolare Hans Clevers si occupano di organoidi, piccoli organi creati in laboratorio a partire da cellule staminali, con caratteristiche simili agli organi naturali. Solitamente i ricercatori lavorano con cellule ricavate da esseri umani o da topi. Alcuni studenti del team, però, hanno deciso di cambiare direzione rivolgendosi alle staminali dei rettili. “Si tratta di un campo ancora inesplorato”, spiega Clevers, “quindi abbiamo pensato che fosse interessante studiare l’organo rettiliano più iconico, la ghiandola velenifera del serpente. E dopo aver coltivato gli organoidi delle ghiandole, ci siamo accorti che producevano una grande quantità di veleno”. in realtà, di fatto, senza bisogno nemmeno di isolare le staminali.
I ricercatori hanno scelto l’Aspidelaps lubricus, una specie africana velenosa meglio conosciuta come serpente di Coral Cape. Dopo aver fatto rifornimento di uova fecondate da un allevatore, gli scienziati hanno rimosso i serpenti dalle uova prima che queste si schiudessero. Quindi, hanno prelevato piccole parti di tessuto da diversi organi e le hanno messe in un gel insieme ad alcuni fattori di crescita. A questo punto, i ricercatori si sono accorti che le cellule iniziavano subito a dividersi e formare nuove strutture.
Gli organoidi delle ghiandole velenifere crescevano così in fretta che, dopo solo una settimana, gli scienziati sono riusciti a dividerli e posizionarli in nuovi terreni di coltura. E nel corso di due mesi, hanno prodotto centinaia di organoidi.
Dal veleno ai farmaci fino al genoma dei serpenti
L’applicazione più interessante riguarda proprio la possibilità di produrre il veleno necessario per la produzione di antidoti. Il nuovo processo, infatti, è molto più economico ed efficiente rispetto a quello tradizionale, che prevede di allevare serpenti e spremere le loro ghiandole. I ricercatori hanno identificato almeno quattro diversi tipi di cellule all’interno degli organoidi di ghiandole velenifere, e hanno confermato che i peptidi di veleno prodotti in laboratorio erano biologicamente attivi e assomigliavano ai componenti del veleno dei serpenti vivi. E questo potrebbe aprire nuove prospettive non solo per la produzione di sieri antiveleno, ma anche per la ricerca di nuovi farmaci.
“Ogni serpente ha dozzine di diverse componenti nel suo veleno”, continua Clever. “Sono molecole molto potenti, che hanno lo scopo di immobilizzare la preda impedendole di scappare via. Queste agiscono su diversi sistemi come il cervello, le giunzioni neuromuscolari, la coagulazione del sangue e molti altri. E molte di queste molecole hanno potenziali applicazioni nella bioprospezione [esplorazione della biodiversità per scopi scientifici, ndr] per lo sviluppo di nuovi farmaci”.
Riferimenti: Cell
