In november 2023 waarschuwde de politie in de Zuid-Nederlandse stad Tilburg over een "extreem giftige" slang van twee meter lang die uit zijn omgeving was ontsnapt.

De groene mamba werd uiteindelijk gevonden achter een gipsen muur in het huis van de eigenaar, waardoor de publieke bezorgdheid werd weggenomen en een einde kwam aan wat een nationaal nieuwsitem was geweest.

Miljoenen happen

Door het incident werden stadsbewoners in Europa in zeldzame gevallen blootgesteld aan een dreiging waarmee vele miljoenen mensen elders regelmatig worden geconfronteerd.

Elk jaar worden wereldwijd ongeveer 5,4 miljoen mensen – vaak in de armste gemeenschappen ter wereld – gebeten door giftige slangen, waarbij naar schatting grote aantallen gevallen voorkomen in landen als Bangladesh, Burkina Faso, India en Nigeria.

Wereldwijd veroorzaken deze beten tussen de 81.000 en 138.000 doden en ongeveer 400.000 blijvende verwondingen, waaronder amputaties als gevolg van ernstige weefselschade. Slangenbeetvergiftiging wordt door de Wereldgezondheidsorganisatie beschouwd als een verwaarloosde tropische ziekte en is dodelijker dan alle andere door de WHO erkende verwaarloosde tropische ziekten.

Professor Nicholas Casewell probeert deze aantallen terug te dringen als onderdeel van een onderzoeksproject dat EU-financiering ontving om de behandelingen van slangenbeten te verbeteren, die de afgelopen 100 jaar nauwelijks zijn veranderd.

"Als je snel genoeg het juiste tegengif krijgt, kunnen ze effectief zijn:het zijn levensreddende behandelingen", zegt Casewell, een expert op het gebied van slangenbeten aan de Liverpool School of Tropical Medicine in Groot-Brittannië. "Maar ze hebben zoveel tekortkomingen."

Tegenwoordig worden tegengif geproduceerd door paarden of schapen te injecteren met een lage dosis gif, zodat de dieren er antilichamen tegen ontwikkelen. Bloedserum dat deze antilichamen bevat, wordt vervolgens verzameld van de gastdieren om als tegengif te gebruiken – een proces dat voor het eerst werd gedemonstreerd door een Franse arts genaamd Albert Calmette in de jaren 1890.

Tegengiven zijn duur, blijken vaak niet effectief en moeten gekoeld bewaard worden. Ze kunnen ook ernstige bijwerkingen veroorzaken, zoals huiduitslag, gewrichtspijn, koorts en zwelling van de lymfeklieren.

Bovendien zijn grote farmaceutische bedrijven gestopt met het produceren van tegengif omdat deze niet financieel levensvatbaar worden geacht. Dat vergroot de behoefte aan nieuwe behandelingen.

Nieuw nanodeeltje

Het project waarbij Casewell betrokken is, brengt onderzoeksinstituten en universiteiten uit België, Frankrijk, Portugal en Groot-Brittannië samen. Het heet ADDovenom en loopt vier en een half jaar tot maart 2025.

De onderzoekers hebben zich tot een nieuw synthetisch nanodeeltje gewend om effectievere slangenbeetbehandelingen te ontwikkelen. Het lijkt op een virus en staat bekend als een ADDomer.

ADDomeren zijn zelfassemblerend omdat ze uit veel kopieën van hetzelfde eiwit bestaan. Deze eiwitten kunnen zodanig worden gemodificeerd dat ze specifieke doelwitten kunnen grijpen en neutraliseren.

In het geval van ADDovenom zijn die doelwitten de gifstoffen in slangengif.

Vipers en mamba's

Het project richt zich op de zaagschubbenadders en mamba's van Afrika. Ze veroorzaken een aanzienlijke medische last onder slangen in de regio ten zuiden van de Sahara.

Adders met zaagschubben geven een signaal wanneer ze zich bedreigd voelen en kunnen bijten door zich in de vorm van een pretzel op te rollen en hun schubben tegen elkaar te wrijven - een actie die een sissend geluid creëert.

Mamba's, die nauw verwant zijn aan cobra's, proberen aanvallers af te schrikken door op te staan ​​en te sissen.

Het gif van deze twee soorten slangen heeft heel verschillende effecten. Bij zaagschubbenadders veroorzaakt het inwendige bloedingen, terwijl het bij mamba's verlamming veroorzaakt.

Onder ADDovenom hebben proteomics-experts van de Universiteit van Luik in België het gif van deze slangen geanalyseerd, geoogst in het herpetarium van de Liverpool School of Tropical Medicine, die de grootste collectie giftige slangen in Groot-Brittannië herbergt en een van de meest diverse is. in Europa.

Venoms zijn een mix van verschillende componenten. Het doel van het project is het identificeren en neutraliseren van de gevaarlijkste gifstoffen in zaagschubbenadders en mamba's.

"We kennen nu de samenstelling van dit gif en we kunnen de meest voorkomende en meest pathogene gifstoffen extraheren", zegt professor Christiane Berger-Schaffitzel, een biochemicus aan de Britse Universiteit van Bristol die het project leidt. "Dit zijn onze doelen."

Effectiever, betaalbaar

De huidige antivenoms werken allesbehalve doelgericht.

Hooguit is slechts ongeveer een derde van de antivenom-antilichamen gericht op slangengif. De rest zijn antilichamen die de dieren waaruit het tegengif is gemaakt in hun lichaam circuleerden om andere ziekteverwekkers te bestrijden.

Dit, gecombineerd met het feit dat de antilichamen van dieren afkomstig zijn, is de reden waarom tegengif mensen ziek kan maken. Patiënten ontwikkelen een aandoening die bekend staat als serumziekte, wat een allergische reactie is op deze extra en onnodige componenten in het dierenserum.

"Hier proberen we de dingen op een veel rationeler en beter geïnformeerde manier te doen", aldus Casewell.

De onderzoekers hopen dat hun geplande behandelingen niet alleen effectiever zullen zijn, maar ook veiliger.

En omdat ADDomeren stabiel blijven bij hoge temperaturen, hoeven de behandelingen niet gekoeld te worden, waardoor ze beter toegankelijk zijn voor afgelegen plattelandsgemeenschappen in de tropen.

Hoewel het project over minder dan een jaar zal worden afgerond, zal het onderzoek dat niet doen.

Naast het verder ontwikkelen van ADDomer-nanodeeltjes voor verschillende gifstoffen, zullen de wetenschappers onderzoeken hoe deze producten op grote schaal kunnen worden vervaardigd om ze betaalbaar te houden.

"De kosten zijn erg belangrijk omdat we het hebben over ontwikkelingslanden en plattelandsgebieden", zei Berger-Schaffitzel. "Mensen hebben absoluut problemen met het betalen van een behandeling."

Wanneer op ADDomer gebaseerde behandelingen beschikbaar zullen komen, hangt af van zaken als de bescherming die ze muizen bieden tegen de gifstoffen en het addergif. Voor een levensreddende behandeling is het doel een brede reactiviteit op het gif van verschillende adders.

In het laboratorium gemaakte antilichamen

ADDomers zijn niet de enige hoop op het ontwikkelen van nieuwe manieren om slangenbeten aan te pakken.

Andere door de EU gefinancierde onderzoekers proberen dit te doen met menselijke monoklonale antilichamen. Dit zijn in het laboratorium geproduceerde klonen van de talloze antilichamen van het menselijk lichaam.

"We hebben antilichamen in ons bloed, maar het is een mix van miljoenen verschillende antilichamen", zegt Andreas Hougaard Laustsen-Kiel, hoogleraar antilichaamtechnologieën aan de Technische Universiteit van Denemarken. "Een monoklonaal antilichaam is slechts één van deze vele, vele antilichamen."

Gemanipuleerde monoklonale antilichamen worden al op verschillende gebieden van de geneeskunde gebruikt, voornamelijk als gerichte therapieën voor kanker en als behandelingen voor auto-immuunziekten, waaronder reumatoïde artritis.

Laustsen-Kiel en collega's ontwikkelen antilichamen die meerdere verwante gifstoffen in slangengif neutraliseren.

"Het is relatief eenvoudig om een ​​monoklonaal antilichaam te vinden dat slechts één doelwit bindt," zei hij. "Het moeilijkere is om een ​​monoklonaal antilichaam te vinden dat verschillende doelwitten bindt."

Hun project MABSTER loopt na vijf jaar in december 2024 af.

Net als bij ADDovenom hebben de onderzoekers zich geconcentreerd op slangengifstoffen die een aanzienlijke medische last veroorzaken.

MABSTER heeft een mengsel van antilichamen ontwikkeld en op muizen getest dat het gif van koraalslangen kan neutraliseren, een familie van felgekleurde, zeer giftige slangen die in Amerika leven.

Volgens Laustsen-Kiel is het team ook dicht bij de voltooiing van een mix voor de behandeling van beten van Afrikaanse cobra's en mamba's.

Minder bijwerkingen

Naast het ontwikkelen van de antilichamen om zich op specifieke gifstoffen te richten, probeert het team ervoor te zorgen dat de antilichamen langer in het lichaam overleven om nieuwe gifstoffen opnieuw te bestrijden.

Normaal gesproken neutraliseert een antilichaam, nadat het zich aan zijn doelwit heeft gebonden, bekend als een antigeen – in dit geval een giftoxine – het antigeen en signaleert het voor vernietiging. In dit proces blijft het antilichaam bezet door het antigeen totdat beide zijn vernietigd.

Door de monoklonale antilichamen zo te ontwerpen dat ze gevoelig zijn voor hun micro-omgeving, is het mogelijk om ze zo te programmeren dat ze het antigeen vrijgeven tijdens de cellulaire recycling van het antilichaam-antigeencomplex, aldus Laustsen-Kiel.

Hierdoor blijft het antilichaam intact en kan het meer gifstoffen binden.

Door antilichamen op deze manier te recyclen, kunnen lagere behandeldoses worden gebruikt, waardoor de werkzaamheid toeneemt en mogelijk de bijwerkingen worden verminderd.

Laustsen-Kiel herhaalde Berger-Schaffitzel door het belang van betaalbaarheid te benadrukken als het om dergelijke behandelingen gaat.

"De volgende grote onderzoeksvraag is hoe je deze dingen goedkoop kunt vervaardigen", zei hij.

Meer informatie:

• ADDovenom
• MABSTER

Aangeboden door Horizon:het EU Research &Innovation Magazine