22 ต.ค. 2019 เวลา 18:05 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี
เลือดแมงดาทะเล(Horseshoe Crab)ช่วยชีวิตผู้คนนับล้านได้อย่างไร?
เลือดแมงดาทะเลแอตแลนติกเหนือ Atlantic horseshoe crabs (Limulus polyphemus) ในปัจจุบันมีมูลค่าถึงลิตรล่ะ 15,000 US Dollar และยังเป็นสารชีววัตถุที่จำเป็นอย่างมากต่ออุตสาหกรรมการแพทย์
หากคุณคือสิ่งมีชีวิตอยู่ในโลกนี้มามากกว่า 450 ล้านปีและวิวัฒนาการผ่านช่วงเวลาที่เลวร้ายที่สุดต่อทุกชีวิตบนโลกมาได้ แน่นอนว่าสิ่งมีชีวิตนั้นต้องมีความพิเศษอะไรสักอย่างแน่? สิ่งมีชีวิตที่ว่านี้คือแมงดาทะเล (horseshoe crabs) คุณสมบัติพิเศษที่ทำให้มันมีชีวิตรอดอยู่มาหลายร้อยล้านปีโดยแทบไม่เปลี่ยนแปลงรูปร่างและการดำรงชีวิตมากนักคือ "ระบบภุมิคุ้มกันในเลือด" ของมันนั้นเอง ซึ่งมีความพิเศษและยากจะพบในสิ่งมีชีวิตอื่น
มนุษย์เราอาจไม่ได้มีชีวิตอยู่นานขนาดนั้น แต่พวกเราก็เรียนรู้อย่างรวดเร็ว ถึงวิธีควบคุมคุณสมบัติที่มีประโยชน์เหล่านั้นในรูปแบบที่ช่วยชีวิตเราได้ แต่ไม่ดีนักสำหรับแมงดาทะเล ลักษณะที่พิเศษที่เด่นชัดที่สุดของเลือดแมงดาทะเลคือมันเป็นสีฟ้าสดใสซึ่งเป็นผลมาจากสารประกอบฮีโมไซยานิน (hemocyanin) ซึ่งมีธาตุทองแดงเป็นส่วนประกอบสำหรับขนส่งออกซิเจน โดยปกติจะเลือดพวกมันมีสีใสแต่ถ้าเลือดของพวกมันสัมผัสอากาศจะเปลี่ยนเป็นสีฟ้าสดใสทันที ในขณะที่สัตว์มีกระดูกสันหลังกลับใช้ธาตุเหล็กในฮีโมโกลบิน (hemoglobin) ทำหน้าที่นี้แทน เลือดของสิ่งมีชีวิตกลุ่มนี้จึงมีสีแดงอย่างที่เราเห็นกัน [1]
แทนที่แมงดาทะเลจะพัฒนาเซลล์เม็ดเลือดขาวเพื่อต่อสู้กับเชื้อแบคทีเรีย แต่ในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังจำนวนมากกลับพัฒนาระบบภูมิคุ้มกันแบบพิเศษที่เรียกว่า "ระบบเซลล์อะมีบอไซต์ (amebocytes)" ขึ้นมา ซึ่งนับว่าเป็นระบบภูมิคุ้มกันแรกๆในสิ่งมีชีวิตชั้นสูง โดยเฉพาะเจ้าแมงดาทะเลแอตแลนติก (Limulus polyphemus) ซึ่งได้พัฒนาระบบภูมิคุ้มกันแบบนี้จนถึงจุดสูงสุดของการปรับแต่งและมันมีมูลค่ามหาศาลทางการแพทย์[2]
หากอุตสาหกรรมการแพทย์ทุกวันนี้ไม่มีเลือดแมงดาทะเลสำหรับทดสอบสารชีววัตถุ ไม่แน่ว่าอาจต้องมีหลายคนต้องเสี่ยงชีวิตจากการติดเชื้อที่ไม่จำเป็น
เซลล์อะมีบอไซต์ (amebocytes) จากเลือดของแมงดาทะเลจะจับตัวเป็นเจลแข็ง (Coagulan) เพียงแค่มีการปนเปื้อนจากเชื้อแบคทีเรียในระดับหนึ่งในสามพันล้านส่วน (1 ต่อ 3,000 ล้าน) ยิ่งกว่านั้นปฏิกิริยาดังกล่าวใช้เวลาแค่ 45 นาที ไม่ใช่สองสามวันเหมือนกับระบบภูมิคุ้มกันในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอย่างมนุษย์ จากคุณสมบัติ Coagulan อันน่าทึ่งนี้เองเลือดแมงดาทะเลจึงเป็นสารเคมีที่เหมาะมากสำหรับนำมาทดสอบอุปกรณ์ทางการแพทย์และวัคซีนก่อนนำไปใช้งานรวมทั้งสารชีววัตถุที่สำคัญอื่นๆ ในทางการแพทย์ ซึ่งช่วยให้ผู้คนจำนวนมากไม่ต้องเสี่ยงชีวิตจากการติดเชื้อที่ไม่จำเป็น
น่าเสียดายที่การสังเคราะห์สาร coagulan แบบนี้ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นเพื่อเลียนแบบสารประกอบจากเลือดแมงดาทะเล ดังนั้นในปัจจุบันจึงยังมีความจำเป็นที่จะต้องเก็บเกี่ยวแมงดาทะเลถึงไตรมาสล่ะหนึ่งล้านตัว [3] เพื่อเก็บเลือดของพวกมันให้เพียงพอสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมทั่วโลก
ปัจจุบันการเก็บเกี่ยวเลือดจากแมงดาทะเลแอตแลนติกกำลังทำให้ประชากรของพวกมันลดลงอย่างรวดเร็วจากความต้องการเลือดอันมีค่าของพวกมัน
น่าเสียดายที่การเก็บเกี่ยวที่มากเกินไปในทวีปอเมริกาเหนือนำไปสู่ความกังวลต่อจำนวนประชากรแมงดาทะเลแอตแลนติกที่ลดลงอย่างรวดเร็วและมีแนวโน้มลดลงอย่างต่อเนื่อง เพื่อรักษาเผ่าพันธุ์ของมันเอาไว้ผู้เก็บเกี่ยวจะเก็บเลือดแค่ประมาณ 30% จากแมงดาทะเลแต่ละตัว หลังจากนั้นพวกมันจะถูกส่งกลับไปยังมหาสมุทร ในขณะที่การเก็บแค่เลือดส่วนนี้หมายว่ามันสามารถรักษาชีวิตแมงดาทะเลได้จำนวนมาก แต่มีจำนวนแมงดาทะเลที่ตายถึง 10-30% จากจำนวนที่นำไปพักฟื้นเพื่อรอการปล่อยคืนธรรมชาติ
ยิ่งไปกว่านั้นในบรรดาแมงดาทะเลเพศเมียที่พักฟื้นแล้ว พวกมันมักจะผสมพันธุ์ได้น้อยลงหลังจากถูกเก็บเลือดไป (รีดเลือดปูที่แท้ทรูครับ) จึงเพิ่มความเสี่ยงในการลดลงของประชากรไปอีก อย่างไรก็ตามผู้คนจำนวนมากยังคงมีความเห็นว่าด้วยมูลค่าเลือดของพวกมันที่สูงถึง 15,000 US dollar $ / ลิตร มันจึงยังคงมีความจำเป็นทั้งในแง่เศรษฐกิจและอุตสาหกรรมที่เราจะต้องรีดเลือดของพวกมันมาใช้กันต่อไป จนกว่าวันใดวันหนึ่งเราจะคิดค้นเทคโนโลยีที่ดีกว่านี้ได้ เจ้าแมงดาทะเลเหล่านี้จึงต้องจำเป็นต้องรับใช้มนุษยชาติต่อไป
โฆษณา