Máu loài sam có thể giúp cô lập chất độc
- Những vết cắn tử thần: Khi “chất độc” cứu người
- Thử nghiệm ma túy và chất độc – Những trang đen tối trong lịch sử CIA
Chất lỏng kì lạ
Sam biển (hay cua móng ngựa) là động vật chân đốt biển thuộc họ Limulidae, được tin rằng xuất hiện cách đây hơn 450 triệu năm. Nhiều ý kiến coi sam biển như hóa thạch sống của giới động vật, chứng kiến những giai đoạn thăng trầm trong lịch sử của Trái Đất. Sinh sống trên hành tinh rất lâu, nhưng cơ thể sam biển thay đổi rất ít, đồng thời có nhiều khía cạnh đáng chú ý trong giải phẫu.
Không giống những loài có xương sống, sam biển đã thay thế hemoglobin bằng hemocyanin để vận chuyển oxygen trong cơ thể. Máu sam biển vì vậy có màu xanh đặc trưng nhờ hemocyanin (cùng với nguyên tố đồng), thu hút sự chú ý của giới khoa học nhờ phương thức độc đáo để phát hiện và phản ứng với các kháng nguyên bề mặt vi sinh vật.
| Máu sam trở thành "cứu tinh" cho các xét nghiệm tiêu chuẩn nhiễm độc công nghiệp. |
Trên thực tế, sam biển không có globulin miễn dịch, nhưng chứa số lượng lớn những tế bào miễn dịch khác thường khiến các nhà khoa học vô cùng thích thú. Khả năng kì lạ của loại tế bào này đã giúp chúng tồn tại và phát triển trong những môi trường "đậm đặc" vi khuẩn chết người.
Các báo cáo mới đây giải thích rằng, đối với một loài không xương sống như sam biển thì hệ thống miễn dịch tự nhiên chủ yếu liên quan đến đáp ứng bảo vệ bằng cách sử dụng các tế bào phòng thủ hiệu quả cao. Cơ thể của chúng chứa đầy những amebocyte - tế bào di động tương tự bạch cầu ở động vật có xương sống, sẽ tiêu diệt cực nhanh khi tiếp xúc với tác nhân gây bệnh.
Khi amebocyte tiếp cận tế bào bệnh, chúng sẽ tiết ra một hợp chất khiến máu xung quanh nguồn gây bệnh đông lại, cô lập mối đe dọa bên trong một cái vẩy nhằm phòng ngừa nó lây lan. Đáng chú ý, thử nghiệm cho thấy amebocyte sẽ trở nên đông đặc khi xuất hiện endotoxin do các vi khuẩn tiết ra để đầu độc cơ thể và lan tỏa đến khắp các nội quan.
Ở cơ thể người, sự xuất hiện của endotoxin sẽ kích hoạt hệ thống miễn dịch, gây ra nhiều triệu chứng như sốt, suy nội tạng hay sốc nhiễm khuẩn. Vì vậy, giới khoa học đang tìm cách hiệu quả nhất để kiểm tra độ an toàn của vaccine, thuốc hay thanh trùng các thiết bị y tế, đảm bảo không có endotoxin trước khi sử dụng trên người.
Trước đây, các nghiên cứu trên thỏ đã tiêu tốn rất nhiều thời gian, tiền bạc và nhân lực với những mẫu thử khác nhau nhằm xác định phản ứng hệ miễn dịch của cơ thể sinh vật này với các tác nhân gây bệnh, từ đó xác định sự tồn tại của endotoxin.
Kết quả thu được không mấy khả quan, và hoàn toàn lép vế trước một số thử nghiệm gần đây đối với máu sam biển. Giới khoa học tin rằng, cuộc chơi đã hoàn toàn thay đổi khi chỉ cần cho một vài giọt máu sam vào mẫu thử là có thể phát hiện endotoxin. Từ đây, máu sam trở thành "cứu tinh" cho các xét nghiệm tiêu chuẩn nhiễm độc công nghiệp khi chỉ 45 phút để tiếp xúc với máu sam cũng đủ để khám phá ra các nội độc tố từ vi khuẩn gram âm.
Nguy cơ và bảo tồn
Máu sam được sử dụng trong các xét nghiệm độc tố không tiêu diệt vi khuẩn, nhưng kích thích phản ứng đông đặc để cảnh báo sự tồn tại của vi khuẩn cùng độc tố nó tiết ra. Dựa trên cơ sở này, FDA đã yêu cầu các loại thuốc tiêm vào tĩnh mạch và bất kỳ thiết bị y tế nào trước khi tiếp xúc với cơ thể con người đều phải thử qua máu sam.
Sự đông đặc kì lạ trước chất độc như endotoxin cùng khối lượng dược phẩm cần kiểm tra vô cùng lớn trong y học, đã khiến máu sam rất đắt đỏ khi giá 1 lít có thể lên đến $15.000. Hiện nay, nhiều công ty đánh bắt tới 600.000 cá thể sam biển mỗi năm để khai thác máu trong vòng từ 1 đến 3 ngày, sau đó thả chúng về môi trường tự nhiên.
Một số con sam sẽ chết ngay sau quy trình này, và nhiều báo cáo công bố tỉ lệ tử vong chỉ ở mức dưới 10%. Các tổ chức và những nhà hoạt động môi trường cho rằng con số này là dối trá, chỉ trích việc khai thác máu khiến lượng sam ngày càng hao hụt, với tỉ lệ chết thực tế lên đến 30%.
Việc đánh bắt quá mức tiếp tục diễn ra, làm suy giảm nghiêm trọng số lượng quần thể sam trên thế giới, biến sinh vật này trở thành loài động vật bị đe dọa tuyệt chủng. Tại vịnh Delaware (Mỹ) từng có dân số sam lớn nhất thế giới, 15 năm qua đã chứng kiến số lượng sam biển giảm từ 75% đến 90%. Nguy hiểm hơn, những con sam cái sau khi bị lấy máu sẽ giảm khả năng sinh sản, khiến các quần thể bị suy thoái về lâu dài.
Một số biện pháp đã được thực hiện để bảo vệ sam biển như nghiêm cấm đánh bắt hoàn toàn hoặc chỉ bắt cá thể đực ở những vùng cao điểm như New Jersey và Delaware. Các nhà khoa học cũng đề nghị rút ngắn thời gian tách sam ra khỏi nước, và duy trì nhiệt độ hợp lý trong suốt quá trình vận chuyển để giảm tỉ lệ tử vong.
Trong khi đó, nhiều ý kiến yêu cầu phải công khai quy trình đánh bắt sam biển, không làm tổn thương trong quá trình lấy máu, đồng thời cần thả sam biển về môi trường sống tự nhiên và tiếp tục theo dõi chính xác những cá thể được lấy máu cho đến khi đủ điều kiện cho lần khai thác tiếp theo.
Ngoài ra, các dự án đi tìm những hợp chất thay thế máu sam đã và đang được tiến hành. Kết quả bước đầu rất khả quan, khi các phân tử amebocyte "nguyên chất" kết hợp với một số protein đặc thù tạo nên "nhân tố C" có thể kích hoạt và duy trì quá trình cô lập dấu vết chất độc của vi khuẩn hiệu quả như máu sam tới 95%, hoàn toàn có thể mở ra cơ hội sản xuất thuốc thử đại trà, phục vụ nghiên cứu hay xét nghiệm trong tương lai...