Ertuğrul TURAN, Gökhan CENGİZ, İlhan BOZYİĞİT, Mehmet Ali KANAT, Derya ALTUN, Kübra KILIÇ, Edibe Nurzen NAMLI BOZKURT

Androctonus crassicauda antivenomunun Leiurus abdullahbayrami venomuna karşı çapraz koruyuculuğunun değerlendirilmesi

Amaç: Akrep antivenomu hazırlanması, akrep zehirinin uygun bir hayvana, çoğunlukla atlara enjekte edilmesi sonrası uygun bir süre sonra uygulama yapılan hayvanların serumundan spesifik antikorların elde edilmesi gibi titizlikle gerçekleştirilmesi gereken bir süreçtir. Venom enjekte edilen hayvanlarda venomun kalitesi, miktarı ve uygulama yerine bağlı olarak birçok fizyolojik ve patolojik bulgu görülmektedir. Androctonus crassicauda venomu ulusal akrep antivenomu üretiminde kullanılmaktadır. A. crassicauda Türkiye’de Doğu ve Güneydoğu Anadolu bölgesinde (Elazığ, Diyarbakır, Şanlıurfa, Mardin, Adana, Hatay, Malatya, Mersin) Leiurus abdullahbayrami ise Güneydoğu Anadolu bölgesinde (Gaziantep, Adıyaman, Kilis, Şanlıurfa, Mardin) sıklıkla görülen türlerdir. Bu çalışmanın amacı, A. crassicauda zehiriyle elde edilen ulusal akrep antivenomunun; L. abdullahbayrami türlerine karşı etkinliğini değerlendirmektir. Yöntem: Çalışmada, A. crassicauda venomu ile immunize edilen atlardan elde edilen ulusal akrep antivenomu kullanıldı. A. crassicauda ve L abdullahbayrami türü akreplerin zehirleri elektriksel uyarı ile elde edildi. Her iki türün zehirleri 1 mg/ ml olacak şekilde hazırlandı. Her iki türün zehiri için farelerde letal doz 50 (LD50) değerleri belirlendi. A. crassicauda akrep antivenomunun iki katlı dilusyonları hazırlandı ve A. crassicauda ve L. abdullahbayrami venomlarına karşı farelerde etkili doz 50 (ED50) değerleri hesaplanarak nötralizasyon ünitesi (NU) belirlendi. Nötralizasyon testi ile A. crassicauda antivenomunun potens değeri ve L. abdullahbayrami venomuna karşı antivenomun çapraz koruyuculuğu hesaplandı. Bulgular: A. crassicauda venomunun LD50’si 5,761 μg/fare, L. abdullahbayrami venomunun LD50’si 5,265 μg/fare bulundu. ED50, A. crassicauda ’da 0,1767 bulunurken, L. abdullahbayrami’de 0,25 tespit edildi. A. crassicauda antivenomuna karşı potens değerleri ise A. crassicauda ve L. abdullahbayrami için sırasıyla 90,5488 NU/ml ve 64 NU/ml olarak elde edildi. Sonuç: Çalışmamız, A. crassicauda antivenomunun L. abdullahbayrami akrep sokmalarında da güvenle kullanılabileceğini göstermiş olup A. crassicauda antivenomunun L. abdullahbayrami akrep sokmalarının tedavisinde kullanılabileceğini gösteren ilk çalışmadır.

Evaluation of cross-protection of Androctonus crassicauda antivenom against Leiurus abdullahbayrami venom

Objective: The preparation of the scorpion antivenom is a process that must be meticulously performed, such as obtaining specific antibodies from the serum of the injected animal after a suitable period of time after the relevant venom has been administered to a suitable animal, mostly horses. Many physiological and pathological symptoms occur in the treated animal, depending on the quality, quantity and application of the venom injected. Androctonus crassicauda venom is used in the production of national scorpion antivenom. A. crassicauda is a common species in Eastern and Southeastern Anatolia (Elazığ, Diyarbakır, Şanlıurfa, Mardin, Adana, Hatay, Malatya, Mersin) and Leiurus abdullahbayrami is a common species in Southeastern Anatolia (Gaziantep, Adıyaman, Kilis, Şanlıurfa, Mardin). The aim of this study is that the national scorpion antivenom obtained with A. crassicauda venom; to evaluate its effectiveness against L. abdullahbayrami. Methods: National scorpion antivenom obtained from horses immunized with A. crassicauda venom was used in the study. The venoms of A. crassicauda and L. abdullahbayrami scorpions was obtained by electrical stimulation. The venoms of both species were prepared at 1 mg/ml. Lethal dose 50 (LD50) values were determined in mice for venoms of both species. Two-fold dilutions of A. crassicauda scorpion antivenom were prepared and the neutralization unit (NU) was determined by calculating the effective dose 50 (ED50) values in mice against A. crassicauda and L. abdullahbayrami venoms. Potency value of A. crassicauda antivenom and cross- protection of antivenom against L. abdullahbayrami venom were calculated by neutralization test. Results: The LD50 of A. crassicauda venom was 5.761 μg/mouse and the LD50 of L. abdullahbayrami venom was 5.265 μg/mouse. ED50 was found 0.1767 in A. crassicauda and 0.25 in L. abdullahbayrami. Potency values against A. crassicauda antivenom were obtained as 90.5488 NU/ml and 64 NU/ml for A. crassicauda and L. abdullahbayrami, respectively. Conclusion: Our study showed that A. crassicauda antivenom can also be used safely in L. abdullahbayrami scorpion stings and our study is the first study showing that A. crassicauda antivenom can be used in the treatment of L. abdullahbayrami scorpion stings.

PDF

___

1. Oytun HŞ. Tıbbi Entomoloji. Ankara Ü Tıp Fak. Yayınları Sayı: 218. 1969.
2. Tulga T. Türkiye’de varlığı ilk defa tespit edilen bir akrep türü (Buthus quinquestriatus) ile Prionurus crassicauda’ya karşı hazırladığımız akrep serumları arasında çapraz proteksiyon deneyleri. Turk Hij Den Biyol Derg, 1960; 20:191-203.
3. Tulga T. Türkiye’deki akrep serumu üretimindeki gelişmeler. Turk Hij Den Biyol Derg, 1964; 24: 147- 55.
4. Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. Washington DC: National Academy Press. Eighth Edition. 2011.
5. Ozkan O., Karaer K.Z. Türkiye Akrepleri. Türk Hij Den Biyol Derg 2003; Cilt 60, No 2, S: 55-62.
6. Ortiz E, Gurrola GB, Schwartz EF, Possani LD. Scorpion venom components as potential candidates for drug development. Toxicon, 2015;93:125-35.
7. Lourenço WR, Qi JX, Cloudsley-Thompson JL. The African species of the genus Leiurus Ehrenberg, 1828 (Scorpiones: Buthidae) with the description of a new species. Bol Soc Entomol Aragonesa, 2006;39:97-101.
8. Lourenço WR, Modry D, Amr Z. Description of a new species of Leiurus Ehrenberg, 1828 (Scorpiones, Buthidae) from the South of Jordan. Revue Suisse de Zoologie, 2002:109(3):635-42.
9. Kovarik F. Leiurus nasheri sp. nov. from Yemen (Scorpiones, Buthidae). Acta Soc Zool Bohem, 2007;71:137-41.
10. Yagmur EA, Koç H, Kunt KB. Description of a new species of Leiurus Ehrenberg, 1828 (Scorpiones: Buthidae) from Southеastеrn Turkey. Euscorpius, 2009;85(85):1-20.
11. Khalil N, Yagmur EA. Leiurus abdullahbayrami (Scorpiones: Buthidae), a new species for the scorpion fauna of Syria. Serket, 2010;12(1):1-6.
12. Filazi A, Ozkan O. The history of scorpion serum in Turkey. Turk Hij Den Biyol Derg, 2021;78(1): 107- 116.
13. Ulutaş V. Leiurus abdullahbayrami türü akrep venomunun proteomik analizi. Yüksek Lisans Tezi, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2017.
14. Corzo G, Escoubas P, Villegas E, Barnham KJ , He W , Norton RS, Nakajima T. Characterization of unique amphipathic antimicrobial peptides from venom of the scorpion Pandinus imperator. Biochem J, 2001;359(Pt 1):35-45.
15. Caliskan F, Quintero-Hernandez V, Restano- Cassulini R, Batista CVF, Zarnudio F Z, Coronas FI, et al. Turkish scorpion Buthacus macrocentrus: general characterization of the venom and description of Bu1, a potent mammalian Na- channel α-toxin.. Toxicon : official journal of the International Society on Toxinology, 2012; 59(3): 408-15.
16. Götze S, Saborowski R. NanoDrop fluorometry adopted for microassays of proteasomal enzyme activities. Anal Biochem, 2011;413(2):203-5.
17. Ozkan O. Scorpion antivenom production. Turk Hij Den Biyol Derg, 2008; 65(2 ): 97-108.
18. Bozyigit I, Koç F, Katili F, Ozkan O, Filazi A. Scorpion serum monograph. Turk Pharmacopoeia Derg, 2018; 10.13140/RG.2.2.28306.91845.
19. Çalışkan F, Sivas H, Sahin Y. A Preliminary study for the detection of gelatinolytic proteases from the scorpion androctonus crassicauda (Turkishblack scorpion) venom. Turk J Biochem, 2009; 34(3): 148-53.
20. Adiguzel S, Ozkan O, Inceoglu B. Epidemiological and clinical characteristics of scorpionism in children in Sanliurfa, Turkey. Toxicon, 2007;49(6):875-80.
21. Ozkan O, Adiguzel S, Inceoglu B, Lango J, Ertek M, Hammock BD. Evaluation of the neutralizing capacity of Androctonus crassicauda (Olivier, 1807) antivenom against Leiurus quinquestriatus (Ehrenberg, 1928) venom (Scorpiones: Buthidae). J Venom Anim Toxins Incl Trop Dis, 2008; 14(3), 481-96.
22. Yakıncı C, Almiş H, Demirbağ Ö, Kayhan E, Elkıran Ö. Son beş yıldaki akrep sokması olgularımız. Ege Tıp Derg, 2015; 54(2): 74-7.
23. Caglar A, Köse H, Babayigit A, Oner T, Duman M. Predictive factors for determining the clinical severity of pediatric scorpion envenomation cases in southeastern Turkey, Wilderness Environ Med, 2015; 26( 4): 451-8.
24. Zengin, N., Anil, M., Anil, A. B., Can, F. K., Bal, A., Bicilioglu, Y., . . . Gökalp, G. Clinical characteristics of pediatric scorpion envenomation in the aegean region: An experience of a training and research hospital. Cocuk Acil Ve Yogun Bakım, 2016; 3(2), 69-75.
25. Dokur M, Doğan M, Yağmur E. Scorpion-related cardiomyopathy and acute pulmonary edema in a child who is stung by Leirus abdullahbayrami. Turk J Emer Med. 2017;17.
26. Altınkaynak S, Ertekin V, Alp H. Scorpion envenomation in children. Turk Arch Ped, 2002; 37: 48–54.
27. Soker M, Haspolat K. Güneydoğu ve Anadolu bölgesinde çocuklarda akrep sokması: 64 vakanın değerlendirilmesi. Çocuk Sağ Hast Derg, 2000; 43: 43–50.
28. Ozkan O, Alcigir ME. A comparative pathomorphological findings between Leiurus abdullahbayrami and Androctonus crassicauda (Scorpion: Buthidae) envenomation in rabbit animal model. J Arthropod Borne Dis, 2019;13(1):104-15.
29. Theakston RD, Warrell DA, Griffiths E. Report of a WHO workshop on the standardization and control of antivenoms. Toxicon, 2003; 41:541-57.
30. Krifi MN, Marrakchi N, el Ayeb M, Dellagi K. Effect of some variables on the in vivo determination of scorpion and viper venom toxicities. Biologicals, 1998; 26(4):277-88.
31. Ozkan O, Yagmur EA, Ark M. A newly described scorpion species, Leiurus abdullahbayrami (Scorpion: Buthidae), and the lethal potency and in vivo effects of its venom. J Venom Anim Toxins incl Trop Dis, 2011; 17(4), 414-21.
32. Whittemore FW, Keegan HL, Borowitz JL. Studies of scorpion antivenins. 1. paraspecificity. Bull World Health Organ, 1961;25:185-8.
33. Ozkan O, Adiguzel S, Kar S, Yakistiran S, Cesaretli Y, Karaer KZ. Determination of potency and paraspecific effects of Androctonus crassicauda (Olivier, 1807) antivenom against Mesobuthus gibbosus (Brullé, 1832) venom (Scorpiones: Buthidae). J Venom Anim Toxins incl Trop Dis, 2007; 13(2): 500-8.
34. Ozkan O, Carhan A. The neutralizing capacity of Androctonus crassicauda antivenom against Mesobuthus eupeus scorpion venom. Toxicon, 2008 Aug; 1;52(2):375-9.
35. Ozkan O, Adiguzel S, 0nceoglu B, Lango J, Ertek M, Hammock BD. Evaluation of the neutralizing capacity of Androctonus crassicauda (Olivier, 1807) antivenom against Leiurus quinquestratius (Ehrenberg, 1928) venom (Scorpiones: Buthidae). J Venom Anim Toxins incl Trop Dis, 2008;14(3):481- 96.
36. Ozkan O, Yağmur EA. Neutralization capacity of monovalant antivenom against existing lethal scorpions in the Turkish scorpiofauna. Iran J Pharm Res. 2017;16(2):653-60.
37. Elfiky A, Attia H, Abd Elaziz M. CROSS neutralization of some kinds of scorpion venoms from Africa and south east using Vacsera polyvalent scorpion antisera. J Egypt Soc Parasitol, 2019; 49(2): 443-9.
38. Fatani AJ, Ahmed AA, Abdel-Halim RM, Abdoon NA, Darweesh AQ. Comparative study between the protective effects of Saudi and Egyptian antivenoms, alone or in combination with ion channel modulators, against deleterious actions of Leiurus quinquestriatus scorpion venom. Toxicon, 2010;55(4):773-86.