Limulus Polyphemus – L’animale dal sangue blu
Chi è il Limulus polyphemus?
Non parliamo né di un’opera latina né di un famigliare del ben noto Polifemo, ma di un vero e proprio fossile vivente! Conosciuto anche come granchio a ferro di cavallo, dall’inglese horseshoe crab, in realtà ha ben poco a che vedere con la famiglia dei crostacei. Difatti il limulo è un artropode, quindi molto più vicino a ragni, zecche e scorpioni, ma con dimensioni ben differenti. Un limulo, infatti, può arrivare a pesare anche 4 kg, con lunghezze superiori ai 60 cm.
Questa creatura è tra le più antiche del pianeta, molto vicino ai trilobiti paleozoici. È una specie con più di 200 milioni di anni: alcuni paleontologi sostengono di aver ritrovato suoi fossili che testimonierebbero la presenza sulla terra della creatura da addirittura 500 milioni di anni.
Ma perché questo animale è così ricercato? Che cosa lo ha reso fino a oggi, nel bene e nel male, una star del mondo della scienza? Ebbene, la risposta sta nel suo particolare sangue di colore blu. Questo sangue, o per meglio dire “emolinfa”, è ricco di emocianina, una molecola contenente rame, che a contatto con l’ossigeno assume la caratteristica colorazione blu ceruleo.
Nel corso degli anni ‘70 è stata scoperta una capacità unica del sangue del limulo, ossia quella di coagulare quando esposto all’endotossina dei batteri Gram-negativi. L’endotossina è una sostanza tossica presente nella parete di questi batteri che, liberandosi alla morte del microrganismo, produce una serie di sintomi tra cui: rialzo termico mediato da prostaglandine, coagulazione del sangue e vasodilatazione periferica con formazione di edema.
Il fenomeno di coagulazione del sangue di limulo viene reso possibile dalla presenza di particolari cellule, chiamate amebociti, circolanti nel sangue dell’animale. Gli amebociti contengono enzimi che, a contatto con le endotossine batteriche, attivano una cascata coagulatoria che porta alla formazione di un gel, utile all’organismo per impedire la proliferazione batterica. Sfruttando questa reazione è stato creato il LAL test, o test del lisato di amebociti di limulo, molto usato negli ultimi 40 anni dalle industrie farmaceutiche per verificare la presenza di contaminanti batterici nei farmaci. Per ottenere gli amebociti, è necessario effettuare un prelievo di sangue dall’animale, che poi viene reinserito in natura. Può capitare, però, che alcuni degli esemplari non riescano a sopravvivere. Di conseguenza, per evitarne la morte e lo sfruttamento eccessivo, si è iniziato a sintetizzare molecole alternative per ridurre, e in futuro eliminare, l’utilizzo del sangue di limulo. Una delle possibili alternative sintetiche è una proteina chiamata recombinant factor C (rFC).
Il 22 agosto 2023 la US Pharmacopoeia (USP), organizzazione indipendente e senza scopo di lucro che redige la farmacopea americana ossia una raccolta di norme in materia di controllo qualità dei farmaci, ha stilato un nuovo capitolo per i test dell’endotossina. Ad oggi ancora sotto forma di General Announcement, autorizza l’utilizzo di reagenti di derivazione sintetica per la rilevazione di contaminanti batteriche nei farmaci. Il capitolo è in revisione e dovrebbe essere approvato entro fine anno o inizio del prossimo, con l’obiettivo di ridurre al minimo la necessità del LAL test.
E tu? Conoscevi la storia di questo fossile vivente?
Fonti:
- Iwanaga S. Biochemical principle of Limulus test for detecting bacterial endotoxins. Proc Jpn Acad Ser B Phys Biol Sci. 2007 May;83(4):110-9.
- https://www.usp.org/news/expert-committee-proposes-chapter-for-endotoxin-testing-using-non-animal-derived-reagents
- Maloney T, Phelan R, Simmons N. Saving the horseshoe crab: A synthetic alternative to horseshoe crab blood for endotoxin detection. PLoS Biol. 2018 Oct 12;16(10):e2006607.
- Elizabeth A. Walls , Jim Berkson & Stephen A. Smith (2002) The Horseshoe Crab, Limulus polyphemus: 200 Million Years of Existence, 100 Years of Study, Reviews in Fisheries Science, 10:1, 39-73.
12/12/2023