İnsanın kanı 19 yılana karşı panzehir üretmeye yardımcı oldu

Bu, yirmi yıl kadar önce alışılmadık bir projeye girişen ağır vasıta tamircisi Timothy Friede'nin hikayesidir . Sürekli olarak ısırılma tehlikesiyle karşı karşıya olan bu yılan meraklısı, bağışıklık kazanma umuduyla yılanlardan elde ettiği zehri düzenli olarak kendisine enjekte etmeye başladı. Şimdi kanını bağışlayarak, Kaliforniyalı şirket Centivax (San Francisco) ve New York'taki Columbia Üniversitesi'ndeki araştırmacıların, dünyanın en korkunç zehirlerinin çoğuyla mücadele edebilecek terapötik bir kokteyl tasarlamalarını sağladı.

2 Mayıs 2025'te Cell dergisinde yayımlanan bu çığır açıcı gelişme, özellikle 2001-2018 yılları arasında gönüllü olarak kendisine düşük dozda yılan zehri (mamba, kobra, çıngıraklı yılan, taypan vb.) enjekte eden Timothy Friede'nin kanından iki özellikle güçlü antikorun izole edilmesine dayanıyor. Bu kokteyl, yılan ısırıklarının en sık görüldüğü bölgelerde, üretimi pahalı ve erişimi zor olan, genellikle tek bir türe özgü mevcut serumların yerini alabilecek evrensel bir panzehirin geliştirilmesine doğru atılmış önemli bir adımı temsil ediyor.

Dünya Sağlık Örgütü (WHO) tarafından 2017 yılından bu yana ihmal edilmiş tropikal bir hastalık olarak kabul edilen yılan sokması zehirlenmesi, her yıl 81 bin ila 138 bin kişinin ölümüne neden olurken, 300 bin ila 400 bin kişiyi kalıcı sakatlıklarla (uzuv kaybı veya fonksiyonel sekel) baş başa bırakıyor. Bir asırdan fazla süredir uygulanan geleneksel tedavi, bir veya daha fazla yılan türünün zehrine maruz kalan hayvanların ürettiği antikorları içeren bir serum olan antivenomun uygulanmasını içerir.

Zehirli yılanların 600'den fazla türü vardır ve hepsi de genetik açıdan son derece çeşitlidir. Bunlardan 85 tür insan sağlığı açısından büyük tehdit oluşturuyor: Dünya Sağlık Örgütü'ne göre 31'i 1. kategoride, 54'ü ise 2. kategoride yer alıyor. Kategori 1, ciddi veya ölümcül zehirlenmelere neden olan en tehlikeli yılanları içerirken, Kategori 2, halk sağlığı açısından daha az öncelikli kabul edilen ancak yine zehirli olan yılanları içerir.

Jacob Glanville, Peter D. Kwong ve meslektaşlarının Cell dergisinde yayımlanan makalelerinde belirttiği gibi, çok sayıda zehirli yılan türünün zehrinde bulunan toksinlerin çeşitliliği, mevcut antivenomların genellikle tek bir türe veya yakın ilişkili türlerden oluşan küçük bir gruba karşı etkili olduğu anlamına geliyor. Bu nedenle çoğu yılan türü için spesifik bir antivenom bulunmamaktadır ve aynı tür içerisinde bile tedavinin etkinliği, her coğrafi bölgeye özgü genetik farklılıklara bağlı olarak önemli ölçüde değişebilmektedir. Ayrıca, uygun panzehirin uygulanmasında kritik bir adım olan ısırıktan sorumlu yılanın doğru bir şekilde tanımlanması, hem kurbanlar hem de bakıcılar için çoğu zaman zorlu bir süreçtir.

Her yılan türü 5 ila 70 arasında farklı protein toksini üretir. Dolayısıyla, her toksin için özel bir panzehir geliştirebilsek bile, bunları tek bir tedavi altında toplamanın gerçekçi olmayacağını anlamak mümkündür; çünkü etkili korumayı sağlamak için gereken doz, insanlarda tolere edilebilir güvenlik eşiklerini büyük ölçüde aşacaktır.

Ayrıca, mevcut serum bazlı tedaviler hayvansal kaynaklı olduğundan, özellikle yeni enjeksiyonlarda şiddetli alerjik reaksiyonlar gibi ciddi yan etkilere neden olabilir. Bu istenmeyen etkileri sınırlamak için antikorları (immünoglobulin G) sadece aktif kısımları (Fab parçaları) tutacak şekilde parçalama teknikleri geliştirilmiş olsa da, bunlar aynı zamanda tedavinin etki süresini kısaltarak tekrarlanan dozlar gerektirir. Ayrıca, geleneksel antivenomların etkinliği sıklıkla spesifik olmayan yabancı proteinlerin varlığı ve zehir toksinlerine karşı spesifik olarak yönlendirilmiş antikorların düşük oranı nedeniyle tehlikeye girmektedir; bu oranın poliklonal polivalent antivenomlarda %9 ila %15 arasında olduğu tahmin edilmektedir.

Araştırmacılar, birkaç geniş spektrumlu ajanın karışımının fareleri farklı yılan zehirlerine karşı koruyabileceğini, ancak aynı zamanda çeşitli türlerin zehirlerine karşı da koruyabileceğini merak ettiler. Kaliforniyalı ekip, çok sayıda yılan türünü hedef alabilecek bir panzehiri sırayla tasarladı.

Yaklaşımları, sinir sistemini bozan nörotoksinleriyle bilinen zehirli yılanlar grubu olan Elapidae ailesiyle başladı (örneğin kobralar, mambalar, kraitler veya mercan yılanları). Zamanla formüllerini zenginleştirerek diğer türlere de etkililiğini artırmaya başladılar. Elapidae familyası, 50'den fazla cins ve 300'den fazla türle tüm zehirli yılan türlerinin neredeyse yarısını içerir.

Zehirlerinin kütlesinin %80'inden fazlası 3FTX ( Üç Parmak Toksini ) ve fosfolipaz A2 (PLA2) adı verilen toksinlerden oluşur. 3FTX, adını üç uzun parmağı olan bir eli andıran yapılarından alır. Bu toksinler öncelikle sinir sistemini hedef alır. Sinirler ve kaslar arasındaki sinyallerin iletilmesinde önemli rol oynayan nikotinik asetilkolin reseptörlerini (nAChR) bloke ederek etki gösterirler. Yılan zehirindeki en ölümcül toksinler arasında 3FTX ailesine ait LNX (uzun nörotoksinler) ve SNX (kısa nörotoksinler) yer almaktadır. Bugüne kadar bu toksinleri etkisiz hale getirebilecek ilaç olarak kullanılabilecek küçük inhibitörler tanımlanmamıştır.

LNX ve SNX sadece memelilerde değil, kuşlarda, sürüngenlerde, amfibilerde ve balıklarda da nöronları felç ediyor. Bu toksinlerin bu kadar çok tür üzerinde bu kadar etkili olabilmesi için, yılan türü ne olursa olsun, nikotinik asetilkolin reseptörlerinin belirli bir bölgesine bağlanması gerekir. Bu durum araştırmacıları, yılan türünden bağımsız olarak bu toksinleri etkisiz hale getirebilecek antikorlar geliştirmeyi düşünmeye yöneltti.

Ama biz, 18 yıl boyunca gönüllü olarak mamba, kobra, çıngıraklı yılan, su kobrası, taypan, doğu mercan yılanı, sıradan ve bantlı kraitler, kaplan yılanı ve doğu kahverengi yılanı gibi çok sayıda yılanın zehrini kendine aşılayan adam olan Timothy Friede'ye geri dönelim.

Araştırmacılar , çeşitli zehirlere tekrar tekrar maruz kalmanın, adamın farklı yılan türlerindeki toksinlere özgü örüntüleri (epitopları) tanıyabilen geniş spektrumlu antikorlar üretmesine neden olmuş olabileceğini öne sürdüler. Bu yüzden Timothy Friede'nin kanından bu antikorları izole etmeye koyuldular. Bu çalışmayı yürütmek için plazmasından 40 mililitre yeterliydi; bu plazma, antikor üretebilen bağışıklık hücreleri olan yaklaşık 16 milyon B lenfositi temsil ediyordu.

İlk sonuçlar, bu hiperimmün donörün plazmasının, kara mamba tarafından üretilen çeşitli uzun nörotoksinlere (LNX) karşı çok yüksek düzeyde antikor içerdiğini ortaya koydu.

Bilim insanları bu hiperimmün donörün kanından güçlü, geniş spektrumlu antikorlar izole etmeyi başardılar. Bunu yapmak için, bağışıklık sisteminin ürettiği antikorlardan oluşan bir "kütüphane" oluşturmak üzere gelişmiş bir laboratuvar tekniği kullandılar. Bu antikor koleksiyonu daha sonra dört özellikle zehirli yılanın toksinlerine karşı test edildi: kara mamba, Afrika kobrası, kıyı taypanı ve yaygın krait.

Tespit edilen antikorların 64'ü çeşitli türlere ait toksinleri tanıyabildi. İlginç olan, bu antikorların %95'inin tek bir baskın soy hattından gelmesidir. Araştırmacılar, altı türün zehirini nötralize edebilen LNX-D09 antikorunu izole etmeyi başardılar; bu da bu zehirlerin toksisitesinin esas olarak LNX'ten kaynaklandığını düşündürüyor.

LNX-D09 tek başına, dört kobra türünden (kral kobra dahil) ve kara mambadan gelen öldürücü zehir enjeksiyonlarına karşı, farelere intramüsküler zehir enjeksiyonu ile antikorun intravenöz uygulanması arasında 10 dakikalık bir gecikme olsa bile, tam koruma sağladı.

LNX-D09 antikorunun birçok yılanın toksinlerini nasıl tanıyabildiğini anlamak için araştırmacılar kristalografiyi kullanarak atomik yapısını incelediler. Böylece bu antikorun dört tehlikeli yılanın (kara mamba, kobra, kıyı taypanı, yaygın krait) LNX toksinlerine nasıl bağlandığını görselleştirebildiler.

LNX-D09 antikorunun nörotoksine bağlandığı bölgenin, toksinin nikotinik asetilkolin reseptörüne bağlanmak için kullandığı bölgeyle eşleştiğini keşfettiler. Yani antikor, toksinin normalde bağlandığı noktada onu bloke ederek sinir sistemini bozuyor ve böylece onun etkisini engelliyor. Bu etkileşim, LNX-D09 antikorunun farklı yılan türlerinden gelen çok sayıda benzer toksini etkili bir şekilde nötralize edebilmesini açıklıyor.

Fosfolipaz A2 (PLA2), Elapidae familyasındaki birçok yılanın zehirinde en sık bulunan ikinci toksindir ve sadece 3FTX nörotoksininden sonra gelir. Bu toksinin zehrin tehlikesine nasıl katkıda bulunduğunu anlamak için araştırmacılar, varespladib adlı bir ilacı kullanarak fareler üzerinde deneyler yürüttüler. Başlangıçta antiinflamatuar olarak geliştirilen ilaç, özel olarak PLA2'nin etkisini engelliyor. Araştırmacılar, varespladib'i tek başına test ettiler ve daha sonra onu LNX-D09 antikoruyla birleştirdiler; kaplan yılanı, kıyı taypanı ve çöl taypanı olmak üzere üç özellikle zehirli yılan üzerinde.

Kaplan yılanı zehri ile elde edilen sonuçlar, iki tedavi birlikte kullanıldığında korumanın tam olduğunu, varespladib'in etkisinin çabuk geçmesi nedeniyle 8 saatte bir yenilendiğini gösterdi. Benzer sonuçlar taipan zehirlerinde de gözlendi: Varespladib tek başına veya antikorla birlikte kullanıldığında fareler ölümden tamamen korundu. Böylece, PLA2 inhibitörü olan varespladib'in eklenmesi, zehir toksisitesi esas olarak fosfolipaz A2'den kaynaklanan diğer üç türe karşı korumayı genişletti.

LNX ve PLA2 inhibisyonu, WHO Kategori 1 veya 2'de yer alan dokuz elapid yılan türünün zehirlerine karşı koruma sağlamasına rağmen, Hint krongarı, doğu kahverengi yılanı, Cava tüküren kobrası (Naja sputatrix) ve batı yeşil mamba (Dendroaspis viridis) zehirleri, bu iki bileşenli kokteylin uygulanmasından sonra bile öldürücü kalmaya devam etti.

Araştırmacılar daha sonra bu zehirlerdeki en yaygın üçüncü toksin ailesi olan kısa nörotoksinlerin (SNX) bu kalıcı ölüm oranından sorumlu olduğundan şüphelendiler. Bu nedenle bu toksinleri etkili bir şekilde etkisiz hale getirebilecek bir antikor izole etmek için araştırma başlattılar.

LNX toksin nötralize edici antikoru izole etmek için kullanılan aynı yöntemi kullanan araştırmacılar, Timothy Friede'nin kanında SNX-B03 adı verilen, kara mamba, kap kobra, kaplan yılanı ve Tropidechis carinatus'un SNX toksinlerine etkili bir şekilde bağlanabilen ikinci bir antikor tanımladılar.

Kristalografi, SNX ve LNX toksinlerinin aynı nikotinik asetilkolin reseptörü (nAChR) üzerinde etki göstermelerine rağmen, bu reseptörün farklı bölgelerine bağlandıklarını ortaya koydu. Ancak bu alanların farklı türler arasında yeterince iyi korunmuş olması, bir antikorun bunları çok çeşitli yılanlarda tanıyabileceğini düşündürüyor.

Yapılan deneyler, SNX-B03'ün önceki kokteyle eklenmesiyle, korkutucu yılanların zehirlerine karşı etkinliğinin önemli ölçüde arttığını gösterdi. Üç ana toksin ailesini (LNX, SNX ve PLA2) hedef alan üç elementten oluşan bu kokteylin, farelerde çok sayıda zehirli türe karşı oldukça koruyucu olduğu kanıtlanmıştır.

Araştırmacılar, LNX-D09 ve varespladib'den oluşan bir karışıma SNX-B03 antikorunun eklenmesinin, bu iki molekülün kombinasyonuna hala dirençli olan belirli zehirlere karşı daha fazla koruma sağlayıp sağlamayacağını bilmek istediler. Bu üç bileşeni (antikorlar LNX-D09, SNX-B03 ve varespladib) birleştiren bir kokteyl, fareleri tütsülenmiş ringa balığının aşırı derecede zehirli zehrine karşı tamamen korudu. Tek başlarına veya çiftler halinde alındığında bu maddeler sadece kısmi koruma sağlıyordu, ancak birlikte sinerjik olarak hareket ederek zehri etkili bir şekilde etkisiz hale getiriyordu.

Ölümcül SNX toksinlerine karşı etkili koruma sağladığı ve diğer kombinasyonların sınırlı kaldığı durumlarda korumayı artırdığı gösterilen SNX-B03 antikoru, terapötik anti-venom kokteylinin üçüncü bileşeni olarak entegre edildi. Araştırmacılar bu üçlü kombinasyonla, bantlı tükürük yılanı, doğu mercan yılanı ve mulga yılanının zehirlerine karşı tam koruma sağlamanın yanı sıra, Cava tüküren kobrası (7,6 kat), Arap kobrası (4,1 kat), Rus kobrası (3,7 kat) ve Acanthophis antarcticus'un (ölüm engereği) (10,5 kat) hayatta kalma oranında da önemli bir iyileşme sağladılar.

Her zaman öldürücü olan zehirler için, LNX ve PLA2 inhibitörlerine ek olarak bir anti-SNX antikorunun eklenmesi, tüm 19 yılan türüne karşı koruma sağladı ve çoğu zehir için tam koruma sağladı. Araştırmacılar bunu yaparken Elapidae ailesinin tamamına karşı geniş çaplı koruma sağlayan minimal bir kokteyl geliştirdiler.

Üç etkenin (LNX-D09, SNX-B03, varespladib) karışımı, on WHO Kategori 1 yılanına karşı tam in vivo koruma sağlarken, üç Kategori 2 türü için de tam koruma sağladı. Ayrıca beş adet Kategori 1 ve bir adet Kategori 2 yılanına karşı da kısmi koruma sağladı.

Bu üçlü birlik geniş bir coğrafi alanı kapsamaktadır: Kuzey Amerika, Afrika (Kuzey, Sahra Altı ve Güney), Asya (Hindistan Yarımadası üzerinden Batı'dan Güneydoğu Asya'ya), Avustralya ve Okyanusya. Sonuç: 13 yılan türü için %100 koruma sağlanırken, diğer altısı için bazı fareler hayatta kaldı. Sonuç olarak bu kokteyl, türlere bağlı olarak 3,7 ile 10,5 arasında bir faktörle çarpılarak daha uzun süre hayatta kalmayı sağladı.

Yazarlar , "Evrensel bir panzehir için kavram kanıtı olarak, iki geniş spektrumlu antikor ve küçük bir molekül inhibitöründen oluşan minimal bir kokteyli birleştirmenin başarısını gösteriyoruz" diye özetliyorlar.

Böyle bir gelişme, zehirlenmelerin kontrolünde önemli bir adım teşkil edecektir. Onlara göre, "bu tür bir antivenom, tedaviyi uygulamadan önce tür tanımlaması yapma ihtiyacını ortadan kaldıracak ve böylece listelenen 650 zehirli yılan türünün çoğu için ve şu anda uygun bir antivenom bulunmayan dünya bölgeleri için koruma sağlayacaktır."

Çalışmaları, LNX toksinlerini nötralize edebilen geniş spektrumlu antikorları ve proteinleri tanımlayan önceki çalışmaların ötesine geçiyor. Bu araştırma, tek bir bileşene dayalı bir yaklaşımın sınırlarını zaten ortaya koymuştur. Aslında çoğu durumda bu, gerçekten etkili bir panzehir tasarlamak için yeterli olmuyor, çünkü zehirler genellikle birkaç toksin içeriyor.

Bu yeni çalışma, hayvanlardan elde edilen antikorlar yerine insan antikorlarının kullanımına dayalı evrensel bir panzehirin geliştirilmesinin önünü açıyor. Antivenom serumunun geleneksel olarak atlar gibi hayvanlara küçük dozlarda yılan zehri enjekte edilerek yapıldığını hatırlamak önemlidir. Bağışıklık sistemleri, daha sonra toplanıp tedavi amacıyla kullanılan antikorlar üreterek yanıt verir. Bu üretim süreci 19. yüzyıldan beri değişmedi.

Sonuç olarak, bu antivenom kokteylinin in vivo değerlendirmesinin fareler üzerinde gerçekleştirildiğini belirtmek önemlidir. Diğer önemli toksinlerin de hedef alınması gerekip gerekmediğini belirlemek için daha yüksek zehir dozları ve daha büyük hayvan modelleri kullanılarak daha fazla araştırma yapılması gerekiyor. Bu süper panzehirin etkinliği yakında Avustralya'da yılan sokması nedeniyle veteriner kliniklerine getirilen köpeklerde değerlendirilecek.

Son olarak yazarlar, Elapidae familyasının zehirli yılan türlerinin yalnızca yaklaşık yarısını temsil ettiğini belirtmektedirler. Engerekler ve çıngıraklı yılanlar da dahil olmak üzere Viperidae familyasına ait türler için geniş spektrumlu ek nötralize edici maddelerin geliştirilmesi gerekecektir. Bu ekip tarafından geliştirilen yinelemeli yöntem, bu zorlukların üstesinden gelmek için uyarlanabilir.

Daha fazla bilgi edinmek için: