Den australiensiska maneten (Chironex fleckeri) har cirka 60 tentakler som kan bli upp till tre meter långa. Varje tentakel har miljontals mikroskopiska krokar fyllda med gift.
Varje manet bär på tillräckligt mycket gift för att döda mer än 60 människor.
Ett enda stick på en människa orsakar nekros av huden, olidlig smärta och, om giftdosen är tillräckligt stor, hjärtstillestånd och död inom några minuter.
Associate Professor Greg Neely och Dr Raymond (Man-Tat) Lau och deras team av smärtforskare vid Charles Perkins Centre vid University of Sydney studerade hur giftet från maneter fungerar när de gjorde upptäckten.
De upptäckte ett läkemedel som blockerar symtomen på ett brännmanetsstick om det administreras på huden inom 15 minuter efter kontakt.
Det visades att motgiftet fungerade på mänskliga celler utanför kroppen och testades sedan effektivt på levande möss.
Forskarna hoppas nu kunna utveckla en aktuell applikation för människor.
“Vi tittade på hur giftet fungerar, för att försöka förstå bättre hur det orsakar smärta. Med hjälp av nya CRISPR-tekniker för genomredigering kunde vi snabbt identifiera hur giftet dödar mänskliga celler. Lyckligtvis fanns det redan ett läkemedel som kunde verka på den väg som giftet använder för att döda cellerna, och när vi testade detta läkemedel som giftmotgift på möss upptäckte vi att det kunde blockera ärrbildning i vävnaden och smärta i samband med manetterstick”, säger docent Neely. “Det är super spännande.”
Studien, som publicerades i tidskriften Nature Communications i dag, använde CRISPR-redigering av hela arvsmassan för att identifiera hur giftet fungerar. Genombearbetning är en teknik som gör det möjligt för forskare att lägga till, ta bort eller ändra genetiskt material i en organisms DNA.
I studien tog forskarna ett kar med miljontals mänskliga celler och slog ut en annan mänsklig gen i var och en av dem. Sedan tillsatte de boxmanetgiftet – som dödar celler i höga doser – och tittade på vilka celler som överlevde. Från screeningen av hela genomet identifierade forskarna mänskliga faktorer som krävs för att giftet ska fungera.
“Den väg för manetgift som vi identifierade i den här studien kräver kolesterol, och eftersom det finns många tillgängliga läkemedel som är inriktade på kolesterol kunde vi försöka blockera den här vägen för att se hur detta påverkade giftets aktivitet. Vi tog ett av dessa läkemedel, som vi vet är säkert för mänskligt bruk, och använde det mot giftet, och det fungerade”, säger Lau, som är huvudförfattare till artikeln. “Det är ett molekylärt motgift.”
“Det är den första molekylära dissektionen av hur den här typen av gift fungerar, och möjligen hur alla gifter fungerar”, sade Lau. “Jag har inte sett någon liknande studie för något annat gift.”
“Vi vet att läkemedlet kommer att stoppa nekrosen, ärrbildningen och smärtan helt och hållet när det appliceras på huden”, säger docent Neely, som är huvudförfattare till artikeln. “Vi vet ännu inte om det kommer att stoppa en hjärtattack. Det kommer att kräva mer forskning och vi ansöker om finansiering för att fortsätta detta arbete.”
Den är extremt farlig och förekommer i kustvattnen i norra Australien och i vattnen runt Filippinerna. De flyter inte bara, de kan aktivt simma och får en hastighet på 7,5 kilometer i timmen när de är på jakt. De livnär sig på grunt vatten, främst på småfisk och räkor.
Det finns två typer av lådmaneter, Irukandji, som är pytteliten, och Chironex fleckeri, som är cirka tre meter lång. “Vi har studerat den största, giftigaste och mest skrämmande”, säger docent Neely. “Vårt läkemedel fungerar på det stora odjuret. Vi vet ännu inte om det fungerar på andra maneter, men vi vet att det fungerar på den mest dödliga.”
Giftet som användes i studien samlades in från en lådmanet utanför Cairns vatten av docent Jamie Seymour vid James Cook University.
Anecdotala bevis tyder på att den enda nuvarande behandlingen för ett stick är att dränka området med ättika i 30 sekunder eller att låta mycket varmt vatten rinna över det drabbade området i 20 minuter. Om det är ett allvarligt stick krävs kontinuerlig hjärt- och lungräddning för att hålla hjärtat igång.
“Vårt motgift är ett läkemedel som blockerar giftet”, säger docent Neely. “Du måste få in det på platsen inom 15 minuter. I vår studie injicerade vi det. Men planen skulle vara en spray eller en aktuell kräm. Argumentet mot en kräm är att när man blir stucken lämnar den många små stingers kvar i en, så om man gnider på krämen kan den pressa in mer gift i en. Men om man sprayar kan det neutralisera det som finns kvar utanför kroppen.”
Associate Professor Neely och hans team letar nu efter potentiella partners för att arbeta med att göra läkemedlet tillgängligt för allmänheten.
Associate Professor Neelys team arbetar med funktionell genomik och studerar kronisk smärta vid Charles Perkins Centre, och han leder Sydney Genome Editing Initiative vid University of Sydney. De studerar en rad dödliga australiensiska varelser – boxmaneter och en mängd andra giftiga djur – för att förstå vad som orsakar smärta.
Under 2018 kostade smärta och kronisk smärta 139 miljarder dollar för den australiensiska ekonomin och är på väg mot 215 miljarder dollar 2050, enligt Pain Australia.
“Det mesta av vårt arbete är inriktat på att utveckla smärtstillande medel som inte ger upphov till beroende för människor”, säger biträdande professor Neely. “Ett sätt vi gör detta på är att ta reda på hur smärtsamma gifter från australiensiska varelser fungerar med hjälp av helt ny CRISPR-teknik. Det är superhäftigt.”