Australialaisella laatikkomeduusalla (Chironex fleckeri) on noin 60 lonkeroa, jotka voivat kasvaa jopa kolme metriä pitkiksi. Jokaisessa lonkerossa on miljoonia mikroskooppisia koukkuja, jotka ovat täynnä myrkkyä.

Kussakin laatikkomeduusassa on myrkkyä niin paljon, että se riittäisi tappamaan yli 60 ihmistä.

Yksittäinen pistos ihmiselle aiheuttaa ihon nekroosin, sietämätöntä kipua ja, jos myrkkyannos on tarpeeksi suuri, sydänpysähdyksen ja kuoleman minuuteissa.

Assosiaattiprofessori Greg Neely ja tohtori Raymond (Man-Tat) Lau sekä heidän kipututkijaryhmänsä Sydneyn yliopiston Charles Perkins -keskuksessa tutkivat, miten laatikkomeduusan myrkky toimii, kun he tekivät löydön.

He löysivät lääkkeen, joka estää laatikkomeduusan piston oireet, jos sitä annetaan iholle 15 minuutin kuluessa kosketuksesta.

Vastalääkkeen osoitettiin toimivan ihmissoluissa elimistön ulkopuolella, minkä jälkeen sitä testattiin tehokkaasti elävillä hiirillä.

Tutkijat toivovat nyt voivansa kehittää paikallisen sovelluksen ihmisille.

“Tutkimme, miten myrkky toimii, ja yritimme ymmärtää paremmin, miten se aiheuttaa kipua. Käyttämällä uusia CRISPR-genomimuokkaustekniikoita pystyimme nopeasti tunnistamaan, miten tämä myrkky tappaa ihmissoluja. Onneksi oli jo olemassa lääke, joka pystyi vaikuttamaan siihen reittiin, jota myrkky käyttää tappaakseen soluja, ja kun kokeilimme tätä lääkettä myrkyn vastalääkkeenä hiirillä, huomasimme, että se pystyi estämään meduusan pistoihin liittyvän kudosarpautumisen ja kivun”, sanoi apulaisprofessori Neely. “Se on erittäin jännittävää.”

Tutkimus julkaistiin tänään Nature Communications -lehdessä, ja siinä käytettiin CRISPR-menetelmää koko genomin muokkaamiseen myrkyn toiminnan tunnistamiseksi. Genomin muokkaus on teknologia, jonka avulla tutkijat voivat lisätä, poistaa tai muuttaa geneettistä materiaalia organismin DNA:ssa.

Tutkimuksessa tutkijat ottivat sammioon miljoonia ihmissoluja ja tyrmäsivät jokaisessa niistä eri ihmisen geenin. Sitten he lisäsivät laatikkomeduusan myrkkyä – joka tappaa soluja suurina annoksina – ja etsivät soluja, jotka jäivät eloon. Koko genomin seulonnasta tutkijat tunnistivat inhimillisiä tekijöitä, joita myrkyn toiminta edellyttää.

“Tässä tutkimuksessa tunnistamamme meduusan myrkkyreitti vaatii kolesterolia, ja koska saatavilla on paljon lääkkeitä, jotka kohdistuvat kolesteroliin, voisimme kokeilla estää tätä reittiä nähdäksemme, miten se vaikuttaa myrkyn toimintaan. Otimme yhden näistä lääkkeistä, jonka tiedämme olevan turvallinen ihmisille, ja käytimme sitä myrkkyä vastaan, ja se toimi”, sanoi tohtori Lau, joka on tutkimuksen pääkirjoittaja. “Se on molekulaarinen vastalääke.”

“Tämä on ensimmäinen molekulaarinen analyysi siitä, miten tämäntyyppinen myrkky toimii, ja mahdollisesti miten mikä tahansa myrkky toimii”, tri Lau sanoi. “En ole nähnyt tällaista tutkimusta mistään muusta myrkystä.”

“Tiedämme, että lääke pysäyttää nekroosin, ihon arpeutumisen ja kivun kokonaan, kun sitä levitetään iholle”, sanoi apulaisprofessori Neely, joka on artikkelin vanhempi kirjoittaja. “Emme vielä tiedä, pysäyttääkö se sydänkohtauksen. Siihen tarvitaan lisätutkimuksia, ja haemme parhaillaan rahoitusta tämän työn jatkamiseksi.”

Löydetty Pohjois-Australian rannikkovesistä ja Filippiinejä ympäröiviin vesiin, laatikkomeduusa on äärimmäisen vaarallinen. Ne eivät vain kellu, vaan osaavat aktiivisesti uida ja saavuttavat saalistaessaan jopa 7,5 kilometrin tuntinopeuden. Ne ruokailevat matalissa vesissä, pääasiassa pienillä kaloilla ja katkaravuilla.

Laatikkomeduusoja on kahta tyyppiä: Irukandji, joka on pikkuruinen, ja Chironex fleckeri, joka on noin kolme metriä pitkä. “Tutkimme suurinta, myrkyllisintä ja pelottavinta”, sanoo apulaisprofessori Neely. “Lääkkeemme tehoaa isoon petoon. Emme vielä tiedä, tehoaako se muihin meduusoihin, mutta tiedämme, että se tehoaa kaikkein tappavimpaan.”

Tutkimuksessa käytetty myrkky kerättiin laatikkomeduusasta Cairnsin edustalla James Cookin yliopiston apulaisprofessori Jamie Seymourin toimesta.

Anecdotaalisten todisteiden mukaan ainoa tämänhetkinen hoitokeino pistoksen hoitoon on kastella aluetta 30 sekunnin ajan etikalla tai juoksuttaa hyvin kuumaa vettä 20 minuutin ajan. Jos kyseessä on voimakas pisto, tarvitaan jatkuvaa elvytystä, jotta sydän pysyy sykkivänä.

“Vastalääkkeemme on lääke, joka estää myrkkyä”, sanoi apulaisprofessori Neely. “Se on saatava paikalle 15 minuutin kuluessa. Tutkimuksessamme ruiskutimme sitä. Suunnitelmissa olisi kuitenkin suihke tai paikallinen voide. Voidetta vastaan puhuu se, että kun ihminen saa pistoksen, häneen jää paljon pieniä piikkejä, joten jos hän hieroo voidetta päälleen, se saattaa puristaa sinuun lisää myrkkyä. Mutta jos sitä suihkutetaan, se voisi neutralisoida sen, mitä jää elimistön ulkopuolelle.”

Asiakkosprofessori Neely ja hänen työryhmänsä etsivät nyt mahdollisia yhteistyökumppaneita, jotta lääke saataisiin yleisön saataville.

Asiakkosprofessori Neelyn työryhmä työskentelee funktionaalisen genomiikan parissa, ja hän tutkii kroonista kipua Charles Perkins Centre -keskuksessa, ja hän johtaa Sydneyn yliopiston Sydneyn genomin muokkausaloitetta. He tutkivat useita tappavia australialaisia olentoja – laatikkomeduusaa ja monia muita myrkyllisiä eläimiä – ymmärtääkseen, mikä aiheuttaa kipua.

Kipu ja krooninen kipu maksoivat Australian taloudelle 139 miljardia dollaria vuonna 2018, ja Pain Australia -järjestön (Pain Australia) mukaan niiden kustannukset ovat nousemassa 215 miljardiin dollariin vuoteen 2050 mennessä.

“Suurin osa työstämme on suunnattu ei-riippuvuutta aiheuttavien kivunlievityskeinojen kehittämiseksi ihmiselle”

, sanoo dosentti Neely. “Yksi tapa, jolla teemme tämän, on selvittää, miten australialaisten olentojen kivuliaat myrkyt toimivat käyttämällä aivan uutta CRISPR-teknologiaa. Se on erittäin hienoa.”