Bloed van degenkrabben van vitaal belang voor COVID-19-vaccin

Milieubeschermers vrezen dat deze oeroude dieren, die als belangrijke voedselbron voor talloze diersoorten aan de Amerikaanse Oostkust dienen, steeds zeldzamer worden.

Gepubliceerd 6 jul. 2020 11:39 CEST, Geüpdatet 5 nov. 2020 06:20 CET
Een Atlantische degenkrab ligt op het strand van Stone Harbor, New Jersey, niet ver van de ...

Een Atlantische degenkrab ligt op het strand van Stone Harbor, New Jersey, niet ver van de Delaware Bay.

Foto van Joel Sartore, Nat Geo Image Collection

Geleid door de volle maan, kruipen elk voorjaar honderdduizenden Atlantische degenkrabben de stranden van de oostelijke VS op om er hun eieren te leggen. Voor hongerige vogels is het één groot feestmaal. Voor farmaceutische bedrijven is de soort (Limulus polyphemus) onontbeerlijk voor veiligheidstesten op medicijnen. 

Voor zover bekend is het melkblauwe bloed van deze geleedpotigen uit de orde van de zwaardstaarten namelijk de enige natuurlijke bron van Limulus-amoebocyt-lysaat (LAL of ‘Limulus-lysaat’), een substantie waarmee de aanwezigheid van giftige endotoxinen kan worden aangetoond. Zelfs als minuscule hoeveelheden endotoxinen – een type bacterie – in vaccins, injectievloeistoffen of andere steriele farmaceutica, zoals kunstheupen of -knieën, terechtkomen, kunnen de gevolgen dodelijk zijn. 

“Alle farmaceutische bedrijven in de wereld zijn afhankelijk van deze krabben. Als je er goed over nadenkt, is het verbijsterend dat we deze primitieve wezens zó nodig hebben,” zegt Barbara Brummer, directeur voor New Jersey van The Nature Conservancy.

Elk jaar vangen farmaceutische bedrijven zo’n half miljoen Atlantische degenkrabben, tappen het bloed van de dieren af en zetten ze weer terug in de oceaan, waarna veel van de krabben zullen sterven. Samen met de overbevissing van degenkrabben ten behoeve van visaas heeft de farmaceutische begeerte naar deze dieren ertoe geleid dat hun aantallen in de afgelopen decennia sterk zijn teruggelopen. 

In 1990 schatten biologen het aantal Atlantische degenkrabben dat in de Delaware Bay kwam paaien nog op 1,24 miljoen. Maar de baai is een belangrijk vangstgebied voor de farmaceutische bedrijven en in 2002 was het aantal Atlantische degenkrabben in het gebied gedaald naar 333.500. In de laatste jaren is hun aantal ongeveer hetzelfde gebleven, zoals blijkt uit een onderzoek in 2019, waarbij de populatie werd geschat op 335,211 exemplaren. (In 2020 werd de telling van degenkrabben wegens de pandemie afgelast.)

Het vangen en aftappen van de krabben is tijdrovend werk en het Limulus-lysaat waar het allemaal om draait, is dan ook peperduur:  zo’n 14.000 euro per liter. In 2016 werd een synthetisch alternatief voor Limulus-lysaat, genaamd ‘recombinant-factor C’ (rFC), in Europa goedgekeurd. Het wordt nu door een handvol Amerikaanse farmaceutische bedrijven gebruikt. 

Maar op 1 juni 2020 wees de United States Pharmacopeia (USP), het compendium waarin de wetenschappelijke standaards voor medicijnen en verwante producten worden aangegeven, de gelijkwaardigheid tussen rFC en LAL af, met het argument dat de veiligheid van rFC nog niet afdoende is bewezen.

In juli zal het Zwitserse bedrijf Lonza beginnen met de productie van COVID-19-vaccins voor klinische tests. Het bedrijf zal Limulus-lysaat moeten gebruiken om het beoogde vaccin in de VS op de markt te kunnen brengen. (Zo weten we wanneer er een vaccin tegen COVID-19 is.)

In de Delaware Bay in New Jersey doet een steenloper zich tegoed aan een Atlantische degenkrab. De geleedpotigen zijn een belangrijke voedselbron voor steenlopers en andere trekvogels.

Foto van Doug Wechsler, Minden Pictures

Volgens Brummer staan volksgezondheid en veiligheid voorop, vooral bij iets wat zó belangrijk is als een vaccin tegen het coronavirus. Maar zij en andere milieubeschermers vrezen dat zonder rFC of andere beschikbare alternatieven de Atlantische degenkrabben en de mariene ecosystemen die van de krabben afhankelijk zijn, schade zullen oplopen door de aanhoudende behoefte aan het bloed van de krabben voor COVID-19-vaccins en verwante geneesmiddelen. 

In een verklaring maakte Lonza bekend dat het testen van het COVID-19-vaccin een hoeveelheid Limulus-lysaat vereist die gelijkstaat aan de dagproductie van de drie Amerikaanse producenten van het lysaat.

National Geographic ontving dezelfde statistiek van een van de drie firma’s, Charles River Laboratories in Massachusetts. In een e-mail legde John Dubczak, directeur reagentia-ontwikkeling en pilotprogramma’s van het laboratorium, uit dat er 600.000 tests moeten worden uitgevoerd om vijf miljard doses van het beoogde COVID-19-vaccin te produceren. De hoeveelheid Limulus-lysaat die daarvoor nodig is, wordt doorgaans in één dag geproduceerd. 

“Vandaar dat er geen buitensporige druk op de aanvoer van Limulus-lysaat en populaties van degenkrabben ontstaat,” schreef Dubczak.

Blauw bloed

De degenkrab is al honderden miljoenen jaren vrijwel onveranderd en bezit enkele opmerkelijke kenmerken. Anders dan hun naam lijkt te suggereren zijn deze geleedpotigen nauwer verwant aan spinnen en schorpioenen dan aan krabben. Ook hebben ze negen ogen – twee facetogen en zeven enkelvoudige ogen. (Lees meer over de evolutie van degenkrabben.)

In 1956 merkte medisch onderzoeker Fred Bang nog een ander kenmerk op: als het bloed van degenkrabben in aanraking kwam met endotoxinen, begonnen cellen met de naam ‘amoebocyten’ tot een stolsel samen te klonteren. Bang besefte dat deze amoebocyten (die deel uitmaken van het afweersysteem van de oeroude krabben) endotoxinen snel konden herkennen. Endotoxinen zijn dodelijke bacteriën die destijds een steeds groter arsenaal aan injecteerbare geneesmiddelen konden verontreinigen en daarmee levensgevaarlijk maakten.

Wetenschappers wisten uiteindelijk een manier te vinden om de Limulus-amoebocyt-lysaattest of Limulus-test op geneesmiddelen en vaccins toe te passen. In 1977 gaf de Amerikaanse Food and Drug Administration goedkeuring voor het gebruik van het bloedserum van Atlantische degenkrabben ten behoeve van deze tests.

In de Charles River Laboratories in Charleston, South Carolina, wordt het bloed van Atlantische degenkrabben afgetapt.

Foto van Timothy Fadek, Corbis/Getty

Sindsdien worden de helmvormige wezens elk jaar in de maand mei en masse naar gespecialiseerde laboratoria aan de Amerikaanse Oostkust vervoerd, waar laboranten het bloed van de dieren aftappen uit een ader naast het hart, waarna de krabben weer in zee worden uitgezet. (De blauwe kleur van hun bloed is het gevolg van het metaal koper, dat in een zuurstof transporterend eiwit genaamd hemocyanine aanwezig is.)

In de jaren tachtig en vroege jaren negentig leek het procedé duurzaam te zijn. Volgens de farmaceutische industrie stierven slechts drie procent van de krabben waarvan bloed was afgetapt, uit tellingen bleek dat de populaties zeer talrijk waren en milieubeschermers besteedden weinig aandacht aan de soort, zegt Larry Niles, bioloog bij de Conserve Wildlife Foundation of New Jersey.

Maar in de vroege jaren nul begon dat beeld te veranderen. Tijdens jaarlijkse tellingen in het paaiseizoen van de Atlantische degenkrab werden kleinere aantallen gemeld, en uit onderzoek in 2010 bleek dat het percentage krabben dat na de bloedafname stierf dertig procent te bedragen – tienmaal zoveel als de eerdere schatting.

“We vechten niet alleen voor de degenkrab maar ook voor het productief houden van ecosystemen,” zegt Niles, die zijn hele carrière heeft gewijd aan het onderzoek naar het milieu en de fauna van de Delaware Bay.

Woordvoerders van het Zwitserse bedrijf Lonza zeggen dat de firma “vastbesloten is om het welzijn van de degenkrab te beschermen,” bijvoorbeeld door “actief steun te verlenen aan beschermingsmaatregelen.” 

In de verklaring van Lonza valt ook te lezen dat de Charles River Laboratories en een andere producent van Limulus-lysaat, Associates of Cape Cod, Inc., Atlantische degenkrabben in speciale tanks kweken om de krabjes vervolgens in zee uit te zetten. Volgens Lonza heeft Associates of Cape Cod, Inc. in 2019 100.000 juveniele degenkrabben in de kustwateren van Massachusetts en Rhode Island uitgezet.

Naar eigen zeggen zou Lonza ook liever alternatieve producten gebruiken en heeft het bedrijf onder de naam PyroGene zijn eigen rFC ontwikkeld. Maar zoals blijkt uit de beslissing van de USP, “blijven er obstakels in de regelgeving. We hebben nog altijd de hoop dat de barrières die het ontwikkelaars van geneesmiddelen onmogelijk maakt om synthetische alternatieven te gebruiken, zullen worden afgebouwd,” aldus de verklaring van Lonza.

Verstoorde voedselketen

Intussen houden milieubeschermers in de gaten welke gevolgen de winning van Limulus-lysaat heeft op soorten waarvoor de eitjes van de Atlantische degenkrab een zeer belangrijke voedselbron is. 

Volgens Niles zijn populaire sportvissen die ooit in groten getalen voor de Amerikaanse Oostkust voorkwamen, zoals de gestreepte zeebaars en de schol, in de hele regio sterk in aantallen teruggelopen, deels omdat er veel minder eitjes van degenkrabben beschikbaar zijn. Aan land is ook de diamantrugschildpad, een reptielensoort die kwetsbaar is voor uitsterving, afhankelijk van het seizoensgebonden aanbod van degenkrabeitjes.

Niles en Brummer maken zich vooral zorgen over de trekvogels langs de Amerikaanse Oostkust, zoals de steenloper en de kanoet, een strandloper die op zijn 14.500 kilometer lange trek van Tierra del Fuego in Chili naar zijn broedgronden in het Noordpoolgebied een tussenstop maakt bij de Delaware Bay. De vogels hebben voor hun megavlucht enorme hoeveelheden energie nodig, en de calorieënrijke eitjes van de Atlantische degenkrab vormen de ideale brandstof. (Lees ook hoe de kanoet wordt bedreigd door de klimaatverandering.)

Tijdens hun twee weken durende tussenstop rond de Delaware Bay mesten kanoeten zichzelf vet tot bijna het dubbele van hun lichaamsgewicht om zich voor te bereiden op de laatste etappe van hun reis. Maar in 2020 vond het paaiseizoen van de degenkrabben als gevolg van de lage temperaturen later in het jaar plaats en streken er slechts 30.000 kanoeten rond de baai neer, een daling ten opzichte van de naar schatting 40.000 vogels in 2019.

Niles wijst erop dat een verzwakking van één van de schakels van de voedselketen een domino-effect kan hebben, met mogelijk rampzalige gevolgen. De afname van het aantal degenkrabben zou uiteindelijk ook toeristen, vissers en anderen kunnen treffen die van de ecologische rijkdom van de baai genieten. 

“De waarde van deze natuurlijke rijkdom is niet voorbehouden aan bedrijven die er gebruik van maken, maar is van ons allemaal,” zegt hij.


 

Lees meer