De Oost-Afrikaanse boer hoort het geritsel op de grond niet als hij door zijn maïsveld loopt en onkruid wiedt.
Een grijzige slang komt langzaam omhoog, en als de smalle kop op heuphoogte met de boer meebeweegt, gaat de bek wijd open en komt er een onheilspellend gesis uit.
Boven in de zwarte bek zitten twee achterwaarts gerichte hoektanden, die razendsnel in de onderarm van de boer dringen en er enkele druppels dodelijk zenuwgif in achterlaten.
Aanvankelijk heeft de boer slechts een tintelend gevoel in zijn onderarm.
Maar na slechts tien minuten verandert het getintel in onwillekeurige spiersamentrekkingen en sensorische stoornissen, die zich in armen en gezicht verspreiden.
Na 40 minuten kan de boer niet meer op zijn benen staan en na 45 minuten kan hij door de verlamming van zijn spieren nauwelijks meer ademen.
Elk jaar worden circa 2,3 miljoen mensen wereldwijd zwaar vergiftigd door slangen; 130.000 van hen sterven en 400.000 mensen zijn voor het leven getekend. En het is zeer lastig om de slachtoffers te behandelen.
Niet alleen moeten veel kleine ziekenhuizen in dunbevolkte gebieden over het juiste antigif beschikken, antigif is ook duur om te maken en heeft vaak zeer ernstige bijwerkingen.
Maar nu hebben wetenschappers van onder andere de universiteit van Costa Rica en de technische universiteit van Denemarken eindelijk nieuwe soorten antigif gevonden, die samen met DNA-analyses de dodelijke slangenbeten moeten beteugelen.
Dodental moet gehalveerd
Veruit de meeste slachtoffers van slangen zijn boeren die worden aangevallen als ze op hun akker werken of het vee hoeden. Vooral India, Zuidoost-Azië en Afrika krijgen ervan langs, want hier leven de giftigste slangen.
De giftigste slangen zijn echter niet altijd de gevaarlijkste. En het gevaar van slangen is moeilijk te rangschikken.
Slang kan 100 mensen doden
Tijgerratelslang
De tijgerratelslang komt voor in Mexico en het zuidwesten van de VS.
Lanspuntslang
De lanspuntslang leeft in Midden- en Zuid-Amerika.
Zwarte mamba
De zwarte mamba komt voor in Zuid- en Oost-Afrika.
Koningscobra
De koningscobra vind je in India, Zuid-China en Zuidoost-Azië.
Inlandtaipan
De inlandtaipan komt voor in Australië.
Adder
De adder leeft in het grootste deel van Midden- en Noord-Europa.
Brilslang
De brilslang vind je onder meer in India en Pakistan.
Belchers zeeslang
Belchers zeeslang komt onder meer voor in Australië, Thailand en Indonesië.
De Wereldgezondheidsorganisatie WHO merkt op dat vooral arme mensen de klos zijn: veel slachtoffers van een slangenbeet kunnen het ziekenhuis niet op tijd bereiken of zich de noodzakelijke behandeling niet veroorloven.
Dit blijkt uit cijfers van onder andere het rijke Australië en het naburige eiland Nieuw-Guinea, waar een op de drie mensen onder de armoedegrens leeft.
De circa 100 giftige slangensoorten op de beide locaties veroorzaken in Australië twee doden per jaar, terwijl er in Nieuw-Guinea jaarlijks wel 1000 doden door slangenbeten vallen.
Er is over het algemeen maar weinig oog voor de bedreiging van gifslangen voor de volksgezondheid; slangen maken veel meer slachtoffers dan bekende tropische ziekten als knokkelkoorts.
Maar in 2018 bedacht de WHO een plan om het aantal sterfgevallen en verminkingen vóór 2030 te halveren. Werk voor de wetenschap dus.
Het gif van één slang bevat soms wel 50 gifeiwitten, wat een beet moeilijk te behandelen maakt.
Een van de redenen waarom tegengiffen zo duur zijn en gepaard gaan met ernstige bijwerkingen, is de manier waarop deze worden geproduceerd.
Eerst worden kleine hoeveelheden slangengif geïnjecteerd bij paarden of schapen, en de eiwitten die de dieren daardoor aanmaken, kunnen de vorm van de gifmoleculen herkennen, zich eraan hechten en hun effect neutraliseren.
Deze eiwitten, antistoffen geheten, worden vervolgens afgenomen uit het bloed van de dieren en gezuiverd, waarna ze als tegengif bij mensen worden geïnjecteerd.
Meestal is de behandeling werkzaam, dus er worden veel levens mee gered, maar zij kent ook bijwerkingen doordat de antistoffen van dieren afkomstig zijn en daarom door het menselijke immuunsysteem als indringers worden beschouwd.
Daardoor krijgen bijna alle patiënten allergische reacties, zoals jeuk, uitslag en koorts, en een derde kan zelfs een anafylactische shock krijgen: een hyperallergische reactie die fataal kan zijn.
Als de antistoffen in mensen werden gemaakt, zouden de patiënten die ernstige bijwerkingen niet krijgen, maar dat is niet veilig en onethisch.
Onderzoekers van onder meer de Deense technische universiteit en de Britse universiteit van Cambridge werken daarom in het laboratorium aan antistoffen die de menselijke stoffen benaderen.
Drie wapens tegen het gif
Antistoffen uit het laboratorium
Miljoenen virussen, bacteriofagen geheten, worden zo gemodificeerd dat ze willekeurige antistoffen op het oppervlak vormen. Dan worden ze vermengd met de gifmoleculen van de slang in een petrischaal. De virussen met antistoffen hechten zich aan de moleculen en zijn bruikbaar als tegengif.
Nanodeeltjes vangen het gif
Nanodeeltjes worden in de huid rond de slangenbeet geïnjecteerd. Met nog geen 0,0001 mm grootte kunnen ze vlak bij de giftige eiwitten van de slang in het lichaam komen, die zich aan de deeltjes hechten. Zo verstoren ze het proces en verliest het gif zijn werking.
DNA-vingerafdruk identificeert slang
Om te bepalen door welke slang de patiënt is gebeten, nemen de onderzoekers gif van de beet op met een wattenstaafje. Dan wordt het DNA van de slang tot miljoenen moleculen gekopieerd – een zogeheten PCR-reactie. Na DNA-analyse weten de onderzoekers welke slang de schuldige is.
Gifcocktail maakt het moeilijk
In 2018 slaagde het team erin synthetische antistoffen te produceren die het zenuwgif van de grootste gifslang in Afrika, de zwarte mamba, neutraliseren.
Deze synthetische antistoffen worden gemaakt door miljoenen virussen met antistoffen op hun oppervlak te gieten in een petrischaaltje, waarin de gifmoleculen van slangen aan de bodem zijn bevestigd.
De antistoffen die het slangengif herkennen, hechten zich aan de moleculen en zijn dus bruikbaar, en ze zijn met succes getest op muizen. Maar ze moeten nog wel verbeterd worden voordat ze mensenlevens kunnen gaan redden.
De onderzoekers hebben namelijk ook ontdekt dat de antistoffen maar één gifstof van de zwarte mamba, dendrotoxine, neutraliseren maar nog niet goed helpen tegen de andere gifstoffen van deze slang.
En die cocktail van gifstoffen blijft hoe dan ook een uitdaging, ook al is de nieuwe methode een enorme stap in de goede richting.
Een snelle behandeling van slangenbeten kan voorkomen dat het gif zich verspreidt, wat tot een amputatie of de dood zou leiden.
Of de antistoffen nu in paarden of in het lab worden geproduceerd, ze moeten nog steeds op maat worden gemaakt voor alle gifstoffen van de slang, en dat zijn er heel wat.
De zwarte mamba alleen al produceert 41 gifstoffen, terwijl andere slangen, zoals de koningscobra, er nog veel meer hebben.
Nanodeeltjes vangen het gif op
Om niet al die verschillende tegengiffen te hoeven ontwikkelen, werkt een team van wetenschappers uit Costa Rica en de VS op dit moment aan een universeel tegengif dat uiteenlopende gifstoffen kan bestrijden.
Daarvoor gebruiken ze minuscule deeltjes van nog geen 0,0001 millimeter doorsnee, zogeheten nanodeeltjes.
Door hun geringe omvang kunnen deze nanodeeltjes vlak bij de gifmoleculen van de slang in het lichaam komen, zich eraan hechten en zo hun effect neutraliseren. De onderzoekers hebben allerlei deeltjes op slangengif getest en in 2018 presenteerden ze een goede kanshebber.
Dit nanodeeltje bindt zich aan allerlei celgiffen van het type PLA2 en 3FTx, die behoren tot de meest voorkomende gifstoffen in koraalslangen, zeeslangen, doodsadders en cobra’s.
Als een slang iemand heeft gebeten, dringen de giftige stoffen de lichaamscellen binnen, die dan afsterven – met blaren, open wonden en dood weefsel tot gevolg. Er kan zelfs een arm of been afvallen.
Slangengif dringt in de cellen, en als die afsterven, rot het weefsel weg.
De onderzoekers demonstreerden het effect van de nanodeeltjes door het gif van de zwarthalscobra in de huid van muizen te spuiten.
Daardoor stierven alle huidcellen in een gebiedje van 63 mm2. De onderzoekers injecteerden vervolgens direct nanodeeltjes in het gebiedje, waardoor er slechts 13 mm2 van afstierf: een vermindering van wel 80 procent.
Zelfs wanneer de onderzoekers een halfuur wachtten met het injecteren van de nanodeeltjes was het afgestorven gebiedje veel kleiner dan zonder injectie.
Nanodeeltjes kunnen dus de werking van de slangenbeet fors beperken, en voor een groot aantal andere gifslangen zal het effect waarschijnlijk net zo goed zijn.
Dit geeft de nanodeeltjes een enorm voordeel ten opzichte van de bestaande tegengiffen, en bovendien zijn ze stukken goedkoper.
2030 is het jaar waarin het aantal verminkten en doden door slangenbeten volgens de WHO gehalveerd moet zijn.
Artsen weten vaak niet door welke slang de patiënt is gebeten, wat het lastig maakt om het juiste tegengif toe te dienen.
Daarom heeft biochemicus Stephen Mackessy van de universiteit van Northern Colorado in 2018 een DNA-analyse ontwikkeld om de slang te identificeren, net zoals forensisch artsen daders aanwijzen op basis van DNA-sporen.
Alles wat de onderzoekers nodig hebben is 0,001 gram gif, waarvoor ze gewoon een wattenstaafje langs de beet kunnen halen.
Net als de twee andere methoden is dit even goedkoop als effectief. En dit biedt de hoop dat het ambitieuze doel van de WHO om het aantal doden en verminkten tegen 2030 te halveren, werkelijkheid kan worden.