الصيانة الأسيرة واستخراج السم من Tityus serrulatus (العقرب الأصفر البرازيلي) لإنتاج مضادات السموم
Summary
هنا ، نقدم بروتوكولات صيانة واستخراج السموم الناجحة لتربية Tityus serrulatus Lutz and Mello ، 1922 (العقرب الأصفر البرازيلي) على نطاق واسع ، بهدف توفير السم لإنتاج مضادات السموم اللاحقة للعقارب لتلبية طلب النظام الصحي البرازيلي.
Abstract
تسمم العقرب هو مشكلة صحية عامة في العديد من البلدان الاستوائية وشبه الاستوائية. تيتيوس سيرولاتوس Lutz and Mello ، 1922 (العقرب الأصفر البرازيلي) مسؤولان عن حوالي 150000 حالة تسمم سنويا في البرازيل ، منها 10٪ تتطلب علاجا مضادا للسموم لعكس آثار السم التي تهدد الحياة. لذلك ، يتم الاحتفاظ بالآلاف من أفراد T. serrulatus تحت ظروف الأسر الخاضعة للرقابة لاستخراج السم ، والتي تستخدم لاحقا في إنتاج الإمداد الوطني لمضادات السموم العقرب. معهد بوتانتان هو المختبر الرئيسي لتصنيع مضادات السموم في البرازيل ، حيث يوفر حوالي 70000 قارورة من مضادات السموم العقارب للنظام الصحي البرازيلي. وبالتالي ، فإن بروتوكولات التربية ومنهجيات استخراج السموم هي نقاط رئيسية لنجاح إنتاج السموم على نطاق واسع وموحد. الهدف من هذه المقالة هو وصف بروتوكولات الأسر لتربية T. serrulatus ، والتي تشمل روتين التربية وإجراءات استخراج السم ، واتباع ممارسات التصنيع الجيدة ، وضمان رفاهية. تسمح هذه الممارسات بالحفاظ على ما يصل إلى 20000 في الأسر ، مع روتين من 3000 إلى 5000 عقرب يتم حلبها شهريا وفقا لطلب تصنيع مضادات السموم ، مما يحقق في المتوسط 90٪ من الاستخراج الإيجابي.
Introduction
العقارب هي مفصليات الأرجل التي تنتمي إلى طائفة العناكب ، رتبة العقارب ، والتي تضم ما يقرب من 2621 نوعا 1,2. هذه لها نطاق جغرافي واسع وهي موجودة في جميع القارات باستثناء القارة القطبية الجنوبية1. يؤدي التسمم الناجم عن العقارب إلى اعتلال أو وفاة آلاف الأشخاص كل عامعلى مستوى العالم 3. في عام 2019 ، قدر أن هناك أكثر من 1.2 مليون حادث و 3500 حالة وفاة سنوية ناجمة عن هذه. في البرازيل ، يتزايد عدد الحالات بشكل كبير ، حيث وصل إلى أكثر من 100,000 حالة سنويا منذعام 2017 4,5,6. إن التحضر غير المنضبط الذي لوحظ في البرازيل في العقود الماضية ، دون معالجة كافية لمياه الصرف الصحي وجمع القمامة والتخلص منها بانتظام ، المرتبط بالتدهور البيئي والتغيرات المناخية ، قد وفر الظروف لانتشار العقارب الغازية ، مثل T. serrulatus ، مما زاد من الاتصال بالبشر وبالتالي أدى إلى حوادث ضارة4،7،8. هناك حوالي 178 نوعا من العقارب في البرازيل ، ولكن اللسعات ذات الأهمية الطبية ناتجة عن جنس Tityus ، مع أربعة أنواع (T. serrulatus و T. bahiensis و T. stigmurus و T. obscurus) تثير قلقا طبيا ، مع كون Tityus serrulatus مسؤولا عن أشد الحالات والوفيات 7,9.
معهد بوتانتان هو المختبر الرئيسي لتصنيع مضادات السموم في البرازيل ، حيث يوفر ما يقرب من 70000 قارورة من مضادات السموم العقارب للنظام الصحي البرازيلي. باختصار ، تشمل الخطوات التي ينطوي عليها تصنيع مضادات السموم تلقيح المستضدات المشتقة من السم في الخيول ، وجمع وتنقية بلازما الأجسام المضادة الغنية ، مما ينتج عنه 5 مل قارورة من مضاد السم العقرب. كل قارورة قادرة على تحييد ، على الأقل ، 1 ملغ من سم العقرب لكل مل من مضادات السموم. المفصليات Bioterium هو جزء لا يتجزأ من المركز الصناعي ، المسؤول عن توفير المواد المصدر لمضاد العقرب.
تم تسمية المفصليات Bioterium في معهد بوتانتان في الأصل مختبر المفصليات وتم تأسيسه في عام 1967. ومع ذلك ، في عام 1995 فقط انتقل المختبر إلى منشأة حصرية مخصصة لإيواء المفصليات السامة10,11. في ذلك الوقت ، تم الاحتفاظ بالعقارب في غرفة مساحتها 12 م2 بدون درجة حرارة خاضعة للرقابة وتوزيعها على ما يقرب من 13 حاوية ، كل منها يضم 300 كحد أقصى10. نظرا للطلب المتزايد على السم على مر السنين وما يترتب على ذلك من حاجة إلى زيادة عدد ، إلى جانب التحسينات في عملية استخراج السم ، حدث تغيير كبير في عام 2016. تم دمج المختبر في المركز الصناعي لمعهد بوتانتان وتم تغيير اسمه إلى مفصليات الأرجل Bioterium. بالإضافة إلى ذلك ، في عام 2016 ، انتقل Bioterium إلى منشأة جديدة مبنية لهذا الغرض. تغطي غرفة العقرب الجديدة مساحة 24 م2 وتحتوي على حوالي 48 حاوية من مادة البولي بروبيلين ، كل منها يضم ما يصل إلى 300 ، كما هو موضح في الشكل 1. وينتج عن ذلك ما مجموعه 10,000 إلى 20,000 فرد يتم الاحتفاظ بهم في ظل ظروف أسيرة خاضعة للرقابة، مع اختلافات على مدار العام. تتم إدارة العقارب بعناية بموجب بروتوكولات تربية صارمة لضمان رفاهيتها مع تلبية متطلبات الإنتاج العالية والالتزام بالممارسات الجيدة والمعايير الأخلاقية لرعاية. لاستخراج السم ، تم تصميم وبناء غرفة محددة ، تضم خزانتين لتدفق الهواء كما هو موضح في الشكل 2 أ. تعمل هذه الخزانات كتدابير أمان لمنع الفنيين من استنشاق جزيئات السم أثناء إجراء الاستخراج. معدات الحماية الشخصية (PPE) إلزامية للفنيين ، بما في ذلك المآزر الاصطناعية وأقنعة FFP2 ، لتجنب أي تلوث وضمان سلامتهم.
الشكل 1: منظر عام لغرفة العقرب في المفصليات Bioterium. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل 2: منطقة العمل . (أ) منظر عام لغرفة استخراج السم في المفصليات Bioterium. (ب) سطح عمل خزانة تدفق الهواء. يتم إعداد جميع المواد والمعدات وترتيبها على الجزء العلوي من سطح عمل خزانة تدفق الهواء. يشير السهم الأسود إلى جهاز التحفيز الكهربائي ، ويشير السهم الأحمر إلى الملقط. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
حوالي 90 ٪ من العقارب T. serrulatus في المفصليات Bioterium تنشأ من مواقع مختلفة ، تم جمعها من قبل وكلاء الصحة البلدية كجزء من برنامج المراقبة والسيطرة لهذه. يتم اصطياد العقارب في المناطق الحضرية ثم يتم إرسالها إلى معهد بوتانتان كجزء من برنامج تعاوني. العقارب T. serrulatus هي parthenogenetic ، وهذا يعني أن الولادة تحدث نتيجة لتطور النسل من البيض غير المخصب ، دون وجود فرد من الجنس الآخر12. بسبب هذا النوع من التكاثر ، تولد بعض في الأسر في منشأتنا ويتم الحفاظ عليها حتى تصل إلى مرحلة البلوغ ، باتباع بروتوكول تربية مماثل كما هو موضح أدناه. بمجرد وصولهم إلى مرحلة البلوغ ، تتم إضافتهم إلى روتين استخراج السم. عند الوصول، تخضع العقارب لفحص أولي، ويتم الاحتفاظ بالعقارب التي تعيش في ظروف صحية جيدة في حظائر جماعية تحتوي على 350 فردا كحد أقصى، مقسمة حسب أصلها. لكل حاوية ، يتم ملء نموذج مراقبة يوميا ، يوفر بيانات عن تاريخ التغذية ونوع الفريسة المقدمة (الكريكيت أو الصرصور) ، وإمدادات المياه ، وإجراءات التنظيف ، وعدد النافقة ، وعدد الحية المتبقية داخل العلبة.
في جدول أعمال محدد مسبقا ، تخضع للتحفيز الكهربائي ، ثم يتم تجفيف السم الناتج لمئات الأفراد بالتجميد ، مما ينتج عنه دفعات من السم المجفف بالتجميد. السم الموحد الذي تم الحصول عليه من هذه العملية مخصص لتحصين الخيول كجزء من عملية التصنيع ، وكذلك لتوفير مادة مرجعية لمراقبة جودة المادة الفعالة والمنتج النهائي.
هناك عدد قليل جدا من المرافق في العالم القادرة على الاحتفاظ بمثل هذا العدد الكبير من العقارب وإجراء عمليات استخراج السموم وفقا لممارسات التصنيع الجيدة والاستخدام الأخلاقي للحيوانات ، كما هو الحال في المفصليات Bioterium التابع لمعهد بوتانتان. لذلك ، هدفنا هو وصف بروتوكولات صيانة العقارب وإجراءات استخراج السم المستخدمة في تربية T. serrulatus ، والتي توفر بنجاح الكمية اللازمة من السم لإنتاج مضاد سم العقرب.
Protocol
Representative Results
Discussion
يسمح لنا تطبيق الطرق الموصوفة بالاحتفاظ بعدد كبير من أفراد T. serrulatus ويعطينا إمكانية التنبؤ المستمر بعدد العقارب اللازمة لإنتاج السم السنوي. بهذه الطريقة ، نحن قادرون على توفير دفعات كافية من السم مقدما لتزويد عملية تصنيع مضادات السموم. في الوقت نفسه ، يعد تطوير الجداول الزمنية المحدد…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
اي
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 |
Riferimenti
- 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).
