אחזקה בשבי והפקת ארס של עקרב צהוב ברזילאי ( Tityus serrulatus ) לייצור אנטי-ארס
Summary
כאן, אנו מציגים פרוטוקולי תחזוקה והפקת ארס מוצלחים עבור גידול בקנה מידה גדול של Tityus serrulatus Lutz and Mello, 1922 (עקרב צהוב ברזילאי), במטרה לספק ארס לייצור אנטי-ארס עקרב לאחר מכן כדי לענות על הביקוש של מערכת הבריאות הברזילאית.
Abstract
ארס העקרב הוא בעיה של בריאות הציבור במספר מדינות טרופיות וסובטרופיות. Tityus serrulatus לוץ ומלו, 1922 (עקרב צהוב ברזילאי) אחראים לכ-150,000 מקרי ארס בשנה בברזיל, מתוכם 10% דורשים טיפול נגד ארס כדי להפוך את השפעות הארס מסכנות החיים. לכן, אלפי פרטים של T. serrulatus מוחזקים בתנאי שבי מבוקרים לצורך הפקת ארס, ולאחר מכן משמשים לייצור האספקה הארצית של אנטי-ארס עקרב. מכון בוטאנטן הוא המעבדה העיקרית לייצור ארס בברזיל, המספקת כ-70,000 בקבוקונים של ארס נגד עקרב עבור מערכת הבריאות הברזילאית. לפיכך, פרוטוקולי הגידול ומתודולוגיות מיצוי הארס הם נקודות מפתח להצלחה של ייצור ארס בקנה מידה גדול וסטנדרטי. מטרת מאמר זה היא לתאר את פרוטוקולי השבי של גידול T. serrulatus , הכוללים את שגרת הגידול ואת הליכי מיצוי הארס, שמירה על נוהלי ייצור נאותים והבטחת רווחת בעלי החיים. שיטות אלה מאפשרות החזקה של עד 20,000 בעלי חיים בשבי, עם שגרה של 3,000 עד 5,000 עקרבים הנחלבים מדי חודש בהתאם לביקוש לייצור אנטי-ארס, ומשיגים בממוצע 90% מיצוי חיובי.
Introduction
עקרבים הם פרוקי רגליים השייכים לסוג ארכנידה (Arachnida), מסדר עקרבים, הכולל כ-2,621 מינים 1,2. לבעלי חיים אלה טווח גיאוגרפי רחב והם נמצאים בכל היבשות למעט אנטארקטיקה1. ארס הנגרם על ידי עקרבים גורם לתחלואה או למוות של אלפי אנשים מדי שנה ברחבי העולם3. בשנת 2019 הוערך כי היו יותר מ -1.2 מיליון תאונות ו -3,500 מקרי מוות שנתיים שנגרמו על ידי בעלי חיים אלה. בברזיל, מספר המקרים גדל באופן אקספוננציאלי, והגיע ליותר מ -100,000 מקרים בשנה מאז 2017 4,5,6. העיור הבלתי מבוקר שנצפה בברזיל בעשורים האחרונים, ללא טיפול הולם בשפכים ואיסוף וסילוק סדיר של אשפה, הקשורים להתדרדרות סביבתית ושינויי אקלים, סיפק תנאים לשגשוג עקרבים פולשים, כגון T. serrulatus, מה שהגביר את המגע עם בני אדם ובכך גרם לתאונות מזיקות 4,7,8. ישנם כ-178 מיני עקרבים בברזיל, אך עקיצות בעלות חשיבות רפואית נגרמות על ידי הסוג Tityus, כאשר ארבעה מינים (T. serrulatus, T. bahiensis, T. stigmurus ו-T. obscurus) מהווים בעיה רפואית, כאשר Tityus serrulatus אחראי למקרים החמורים ביותר ולמקרי המוות 7,9.
מכון בוטאנטן הוא המעבדה העיקרית לייצור ארס בברזיל, המספקת כ-70,000 בקבוקונים של אנטי-ארס עקרב למערכת הבריאות הברזילאית. בקצרה, השלבים המעורבים בייצור אנטי-ארס כוללים חיסון אנטיגנים שמקורם בארס בסוסים, איסוף וטיהור של פלזמה עשירה בנוגדנים, וכתוצאה מכך בקבוקונים של 5 מ”ל של אנטי-ארס עקרב. כל בקבוקון מסוגל לנטרל, לפחות, 1 מ”ג ארס עקרב לכל מ”ל של אנטי-ארס. ביוטריום פרוקי הרגליים הוא חלק בלתי נפרד מהמרכז התעשייתי, האחראי על אספקת חומר המקור לנוגד הארס של העקרב.
ביוטריום פרוקי הרגליים במכון בוטאנטן נקרא במקור המעבדה לפרוקי רגליים והוקם בשנת 1967. עם זאת, רק בשנת 1995 עברה המעבדה למתקן בלעדי המוקדש לשיכון פרוקי רגליים ארסיים10,11. באותה תקופה הוחזקו העקרבים בחדר של 12מ”ר ללא טמפרטורה מבוקרת ופוזרו בין כ-13 מתחמים, שבכל אחד מהם התגוררו מקסימום 300 בעלי חיים10. בשל הביקוש הגובר לארס לאורך השנים והצורך להגדיל את מספר בעלי החיים, לצד שיפורים בתהליך הפקת הארס, חל שינוי משמעותי בשנת 2016. המעבדה שולבה במרכז התעשייתי של מכון בוטנטן ושמה שונה לביוטריום פרוקי הרגליים. בנוסף, בשנת 2016, הביוטריום עבר למתקן ייעודי חדש. חדר העקרב החדש משתרע על שטח של 24 מ”ר ומכיל כ-48 מארזי פוליפרופילן, שכל אחד מהם מאכלס עד 300 בעלי חיים, כפי שמוצג באיור 1. התוצאה היא שבסך הכל 10,000 עד 20,000 פרטים מוחזקים בתנאי שבי מבוקרים, עם שינויים לאורך השנה. העקרבים מנוהלים בקפידה תחת פרוטוקולי גידול קפדניים כדי להבטיח את רווחתם תוך עמידה בדרישות הייצור הגבוהות והקפדה על שיטות עבודה טובות וסטנדרטים אתיים לטיפול בבעלי חיים. לצורך שאיבת ארס תוכנן ונבנה חדר ספציפי, ובו שני ארונות זרימת אוויר כפי שמוצג באיור 2A. ארונות אלה משמשים כאמצעי בטיחות למניעת שאיפה של חלקיקי ארס על ידי טכנאים במהלך הליך השאיבה. ציוד מגן אישי (PPE) הוא חובה עבור הטכנאים, כולל סינרים סינתטיים ומסכות FFP2, כדי למנוע כל זיהום ולהבטיח את בטיחותם.
איור 1: מבט כללי על חדר העקרב של ביוטריום פרוקי הרגליים. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 2: אזור עבודה . (A) מבט כללי על חדר מיצוי הארס של ביוטריום פרוקי הרגליים. (B) משטח עבודה של ארון זרימת אוויר. כל החומרים והציוד מוכנים ומסודרים על גבי משטח העבודה של ארון זרימת האוויר. החץ השחור מציין את מכשיר האלקטרוסטימולטור, והחץ האדום מציין את המלקחיים. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
כ-90% מעקרבי T. serrulatus בביוטריום פרוקי הרגליים מקורם באתרים שונים, שנאספו על ידי גורמי בריאות עירוניים כחלק מתוכנית מעקב ובקרה לבעלי חיים אלה. העקרבים נלכדים באזורים עירוניים ולאחר מכן נשלחים למכון בוטאנטן כחלק מתוכנית שיתופית. עקרבים מסוג T. serrulatus הם פרתנוגנטיים, כלומר הלידה מתרחשת כתוצאה מהתפתחות צאצאים מביציות לא מופרות, ללא נוכחות של פרט מהמין השני12. בשל סוג זה של רבייה, חלק מבעלי החיים נולדים בשבי במתקן שלנו ומוחזקים עד שהם מגיעים לשלב הבוגר, בהתאם לפרוטוקול גידול דומה כמתואר להלן. ברגע שהם מגיעים לשלב הבוגר, הם מתווספים לשגרת מיצוי הארס. עם הגעתם, העקרבים עוברים סינון ראשוני, ואלה במצב בריאותי טוב מוחזקים במתחמים קולקטיביים המכילים מקסימום של 350 פרטים, חלקי מוצאם. עבור כל מתחם ממלאים מדי יום טופס בקרה, המספק נתונים על תאריך ההאכלה וסוג הטרף המוצע (צרצר או תיקן), אספקת מים, נהלי ניקוי, מספר בעלי החיים המתים ומספר החיות הנותרות בתוך המתחם.
בסדר יום שנקבע מראש, בעלי חיים נתונים לגירוי חשמלי, והארס שנוצר כתוצאה מכך של מאות פרטים עובר ליופיליזציה, וכתוצאה מכך נוצרות קבוצות של ארס מיובש בהקפאה. הארס המתוקנן המתקבל מתהליך זה מיועד לחיסון סוסים כחלק מתהליך הייצור, וכן לספק חומר עזר לבקרת איכות החומר הפעיל והמוצר הסופי.
ישנם מעט מאוד מתקנים בעולם המסוגלים להחזיק מספר כה גדול של עקרבים ולבצע את נפח מיצוי הארס בהתאם לנוהלי ייצור נאותים ושימוש אתי בבעלי החיים, כפי שנעשה בביוטריום פרוקי הרגליים של מכון בוטנטן. לכן, מטרתנו היא לתאר את פרוטוקולי תחזוקת העקרב ואת הליכי מיצוי הארס המשמשים בגידול T. serrulatus , אשר מספקים בהצלחה את כמות הארס הדרושה לייצור אנטי-ארס עקרב.
Protocol
Representative Results
Discussion
יישום השיטות המתוארות מאפשר לנו לשמור על מספר גדול של פרטים של T. serrulatus ונותן לנו יכולת חיזוי עקבית של מספר העקרבים הדרושים לייצור ארס שנתי. בדרך זו, אנו מסוגלים לספק מספיק אצוות של ארס מראש כדי לספק את תהליך הייצור נגד ארס. יחד עם זאת, פיתוח לוחות זמנים קבועים מראש לתחזוקה, הזנה והפקת אר…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ללא
Materials
| Carboard sheet | NA | NA | |
| Egg tray | NA | NA | cardboard 36 places egg trays |
| Electro stimulator device | Instituto Butantan | ART-FV-01 | Internally designed for the venom extraction |
| Kraft paper | NA | NA | regular kraft paper |
| Making tape | NA | NA | White masking tape (24 mm x 50 m) |
| Polyproplene container | NA | NA | 70 L Polypropylene box (H – 35 cm, W – 35.5 cm, L – 72 cm) |
| Polyproplene tray | NA | NA | Polypropylene tray (H – 3.0 cm, W – 18.5 cm, L – 30 cm) |
| Self-adhesive plastic | NA | NA |
References
- Polis, G. A. . The biology of scorpions. , (1990).
- Lacerda, A. B., et al. Scorpion envenomation in the state of São Paulo, Brazil: Spatiotemporal analysis of a growing public health concern. PLoS One. 17 (4), 0266138 (2022).
- Reckziegel, G. C., Pinto, V. L. Scorpionism in Brazil in the years 2000 to 2012. Journal of Venomous Animals and Toxins Including Tropical Diseases. 20, 46 (2014).
- Guerra-Duarte, C., et al. Scorpion envenomation in Brazil: Current scenario and perspectives for containing an increasing health problem. PLoS Neglected Tropical Diseases. 17 (2), 0011069 (2023).
- Pimenta, R. J. G., et al. Selected to survive and kill: Tityus serrulatus, the Brazilian yellow scorpion. PLoS One. 14 (4), e0214075 (2019).
- Lacerda, A. B., et al. Detection of areas vulnerable to scorpionism and its association with environmental factors in São Paulo, Brazil. Acta Tropica. 230, 106390 (2022).
- Torrez, P. P. Q., Dourado, F. S., Bertani, R., Cupo, P., França, F. O. d. e. S. Scorpionism in Brazil: exponential growth of accidents and deaths from scorpion stings. Journal of the Brazilian Society of Tropical Medicine. 52, 20180350 (2019).
- Amado, T. F., et al. Vulnerable areas to accidents with scorpions in Brazil. Tropical Medicine & International Health. 26 (5), 13561 (2021).
- Brasil, Ministérioda da Saúde, Fundação Nacional de Saúde. . Manual de diagnóstico e tratamento de acidentes por animais peçonhentos. , (2001).
- Candido, D. M., Lucas, S. Maintenance of scorpions of the genus Tityus Koch (Scorpiones, Buthidae) for venom obtention at Instituto Butantan, São Paulo, Brazil. Journal of Venomous Animals and Toxins including Tropical Diseases. 10 (1), 000100007 (2004).
- Lucas, S. O. Laboratório de Artrópodes do Instituto Butantan e os aracnídeos peçonhentos. História Ciências Saúde Manguinhos. 10 (3), 000300011 (2003).
- Braga-Pereira, G. F., Santos, A. J. Asexual reproduction in a sexual population of the Brazilian yellow scorpion (Tityus serrulatus, Buthidae) as evidence of facultative parthenogenesis. The Journal of Arachnology. 49 (2), (2021).
