В Северной Америке из дикой природы ежегодно вылавливают около 600000 членистоногих Мечехвостов (отряд Xiphosura). Эти чрезвычайно ценные животные находят применение в медицине. Из гемолимфы крабов рода Limulus (отряд Xiphosura) выделяют лизат амебоцитов Limulus (LAL), который используют в контроле качества и тестирования стерильности фармацевтических препаратов. После выделения 30% гемолимфы, мечехвостов отпускают в природу, однако имеются опасения, касающиеся сохранения их жизнеспособности.

Внимание на эту проблему обратили исследователи из Kepley BioSystems в Северной Каролине. Они более 18 месяцев ищут пути культивирования мечехвостов для обеспечения достаточного количества LAL-лизата и снижения ущерба естественной популяции.

Лизат амебоцитов Limulus (LAL) является водным экстрактом кровяных телец (амебоцитов) из мечехвоста Limulus polyphemus. LAL реагент реагирует с бактериальным эндотоксином и липополисахаридами (LPS), которые входят в состав мембраны грамотрицательных бактерий. Эта реакция является основой всех LAL реагентов, которые используются для обнаружения и количественной оценки бактериальных эндотоксинов.

Исследователи разделили работу на два этапа. Один касается разработки корма для поддержания иммунитета и длительного содержания членистоногих, тогда как второй этап заключается в разработке системы культивирования.

Учитывая необходимость и ограничения, связанные с отловом в дикой природе, экологически безопасный метод сбора LAL более привлекателен для медицинского сообщества. Аквакультура и ежегодный сбор гемолимфы станет устойчивой альтернативой производства LAL из сформированных когорт.

Испытания

На первом этапе разрабатывают корм для предотвращения проблем со здоровьем, например, пангипопротеинемии. Это недуг возникал в предыдущих попытках содержать крабов в RAS для сбора гемолимфы.

В природе, большинство водных животных оппортунисты и потребляют различные виды добычи. Однако, в неволе разнообразие рациона обычно ограничено и состоит из замороженных и размороженных двустворчатых моллюсков, головоногих, пелагической рыбы, зачастую после длительного хранения. Заморозка и размораживание свежего корма приводят к  потере водорастворимых витаминов.

В результате, исследователи разработали рацион из ингредиентов, которые вероятно соответствуют естественной пищевой базе мечехвоста. Запатентованное сырье из легкодоступных и масштабируемых источников обеспечивает соответствие или превосходство пищевым требованиям собирателей мечехвостов в витаминах, минералах и пробиотиках.

Этап включает три 8-недельных периода кормления с использованием 6 различных смесей, включая коммерческие гранулированные рационы, которые были изменены под требования мечехвостов. Испытания показали семикратное различие в сборе LAL между мечехвостами, питающимися различными кормами. Это указывает на особую важность правильного выбора рациона.

Работа показала, что богатые белком амебоциты, оптимальный уровень гемоцианина и высококачественный LAL, полученный из когорт животных в аквакультуре, достигаются на богатом питательными веществами корме. Аквакультурный LAL-лизат содержит более высокое количество факторов свертывания на мкг общего белка по сравнению с коммерческими препаратами LAL-лизата, следовательно, он имеет более высокую реактивность и позволяет сделать больше тестов на объем собранной гемолимфы. Особи продолжают проявлять репродуктивную активность в неволе и все аспекты естественного поведения без признаков стресса.

В конечном счете, проведенная работа позволила определить значение рациона на продуктивность аквакультурной когорты для получения LAL-лизата.

Системы культивирования мечехвоста

На втором этапе исследователи стремились улучшить состав LAL-лизата в гемолимфе для того, чтобы обеспечить промышленное производство в аквакультуре. В течение 6 месяцев использовали две системы культивирования, рециркуляционную (RAS) и садковую систему на открытом воздухе.

В процессе культивирования исследователи измеряли массу тела, концентрацию гемоцианина (Hc), плотность амебоцитов, реактивность LAL-лизата. Кроме того, проводили кровопускание до 30% объема гемолимфы по аналогии с промысловыми мечехвостами, и в течение одной недели оценивали восстановление по физико-химическим показателям  гемолимфы и амебоцитам.

Оказалось, что в условиях RAS мечехвосты развиваются лучше, чем в садках. Они демонстрируют 100 выживаемость, более высокую концентрацию гемоцианина, плотность амебоцитов, реактивность лизата.

Более того, реинфузия гемолимфы, после удаления амебоцитов, улучшила время восстановления мечехвостов.

Результаты работы показали, что условия RAS, в совокупности с правильным питанием и уходом, обеспечивают устойчивое производство лизата амебоцитов Limulus (LAL). Получается качественный продукт, одинакового качества от партии к партии, с трехкратно более высокой реактивностью, чем продукт на текущем рынке. Привлечение аквакультуры позволяет стандартизировать мировой рынок тестирования эндотоксинов стоимостью 600 млн.$, удовлетворить требованиям регуляторов и наркоконтроля.

Финансирование

Сейчас исследователи ищут капитал для завершения производственной фермы для 500 мечехвостов. Команда также ищет партнеров или инвесторов для развития и коммерциализации диагностики пациентов с помощью LAL-лизата, для раннего определения септицемии. Этот инфекционный процесс является одной из причин смерти в больницах.

——

thefishsite.com