เวโนมิกส์

^{[ 1 ]}เวโนมิกส์คือการศึกษาโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับพิษซึ่งเป็นสารพิษที่สัตว์หลั่งออกมา โดยทั่วไปจะถูกฉีดเข้าไปในเหยื่อหรือผู้รุกรานเพื่อโจมตีหรือป้องกันตัวตามลำดับ

พิษถูกผลิตขึ้นในต่อมเฉพาะ (หรือหลายต่อม) และถูกส่งผ่านเขี้ยวกลวงหรือเหล็กในในกระบวนการที่เรียกว่าการปล่อยพิษ หน้าที่หลักของพิษคือการรบกวนกระบวนการทางสรีรวิทยาของสัตว์ที่ได้รับบาดเจ็บผ่านกลไกที่เป็นพิษ ต่อ ระบบประสาท เซลล์ กล้ามเนื้อ หรือเลือด ซึ่งสามารถช่วยในกระบวนการบางอย่าง เช่น การหาเหยื่อหรือการป้องกันตัวจากผู้ล่า พิษได้วิวัฒนาการมาหลายครั้งในหลายไฟลัม โดยแต่ละไฟลัมได้พัฒนาพิษและวิธีการส่งพิษที่เป็นเอกลักษณ์ของตนเองอย่างอิสระ^{[ 2 ]} อย่างไรก็ตาม เนื่องจากมีสัตว์มีพิษจำนวนมากในโลก พวกมันจึงเป็นสาเหตุหลักของการเสียชีวิตที่เกี่ยวข้องกับสัตว์ (~ 57,000 ในปี 2013) มากกว่าสัตว์ไม่มีพิษ (~22,000) ^{[ 3 ]}ตัวอย่างเช่น ทั่วโลกมีคนถูกงูกัดทุกๆ 10 วินาที ตามการประมาณการ งูเป็นสาเหตุของการบาดเจ็บจากการกัดมากกว่า 5.4 ล้านครั้ง ส่งผลให้มีการได้รับพิษ 1.8 - 2.7 ล้านครั้ง และมีผู้เสียชีวิตประมาณ 81,410 ถึง 137,880 รายต่อปี^{[ 4 ]}การถูกงูพิษกัดอาจทำให้เกิดภาวะฉุกเฉินทางการแพทย์อย่างรุนแรง เช่น อัมพาตอย่างรุนแรงที่อาจทำให้หายใจไม่ออก ทำให้เกิดความผิดปกติของการแข็งตัวของเลือดซึ่งอาจนำไปสู่การตกเลือดถึงแก่ชีวิต ทำให้ไตวายอย่างถาวร และทำลายเนื้อเยื่อเฉพาะที่อย่างรุนแรงซึ่งอาจทำให้เกิดความพิการถาวรและการตัดแขนขา เด็กอาจได้รับผลกระทบที่รุนแรงกว่าและอาจได้รับผลกระทบเร็วกว่าผู้ใหญ่เนื่องจากมวลร่างกายที่น้อยกว่า^{[ 5 ]} ด้วยวิธีการทางพิษวิทยา พิษงูสามารถนำมาใช้ประโยชน์เป็นสารต่างๆ เช่น ยาใหม่และยาฆ่าแมลงที่มีประสิทธิภาพ^{[ 6 ] [ 7 ]}ตัวอย่างเช่น Captopril® (Enalapril), Integrilin® (Eptifibatide) และ Aggrastat® (Tirofiban) เป็นยาที่ผลิตจากพิษงูซึ่งได้รับการอนุมัติจาก FDA แล้ว นอกจากยาที่ได้รับการอนุมัติเหล่านี้แล้ว ส่วนประกอบของพิษงูอื่นๆ อีกมากมายกำลังอยู่ในการทดลองทางคลินิกหรือก่อนคลินิกเพื่อการใช้งานทางการรักษาที่หลากหลาย^{[ 1 ]}

พิษประกอบด้วยส่วนประกอบโปรตีนหลายชนิด โดยแต่ละส่วนประกอบมีความซับซ้อนของโครงสร้างแตกต่างกัน พิษอาจเป็นส่วนผสมของเปปไทด์ที่เรียบง่าย โปรตีนที่มีโครงสร้างทุติยภูมิ (α-helices และ β-sheets) และโปรตีนที่มีโครงสร้างตติยภูมิ (โครงสร้างผลึก) ^{[ 8 ]}นอกจากนี้ ขึ้นอยู่กับสิ่งมีชีวิต อาจมีความแตกต่างพื้นฐานในกลยุทธ์ที่พวกมันนำมาใช้ในส่วนประกอบของพิษ โดยความแตกต่างที่ใหญ่ที่สุดคือระหว่างสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังและสัตว์มีกระดูกสันหลัง ตัวอย่างเช่น พิษของแมงมุมใยกรวยส่วนใหญ่ประกอบด้วยเปปไทด์ที่มีมวลระหว่าง 3-5 KDa (75%) โดยเปปไทด์ที่เหลือมีมวลระหว่าง 6.5 ถึง 8.5 KDa ^{[ 9 ]} ใน ทางกลับกัน พิษงูประกอบด้วยโปรตีนที่ซับซ้อนกว่า เช่น โปรตีนน้ำลายที่ดัดแปลง (CRISPs และ kallikrein) และตระกูลโปรตีนที่มีการนำยีนมาจากกลุ่มเนื้อเยื่ออื่นๆ ( Acetylcholinesterase , crotasin, defensin และ cystatin) ^{[ 10 ]}เนื่องจากความหลากหลายอย่างมหาศาลของส่วนประกอบที่ประกอบขึ้นเป็นพิษ จึงจำเป็นต้องมีสาขาใหม่เพื่อระบุและจัดหมวดหมู่โมเลกุลชีวภาพหลายล้านโมเลกุลที่พบในพิษ^{[ 2 ]}ดังนั้น ด้วยการรวมวิธีการจากหลายสาขา เช่นจีโนมิกส์ท ราน สคริปโตมิกส์โปรตีโอมิกส์และไบโออินฟอร์มาติกส์จึงได้เกิดสาขาใหม่ที่มีชื่อเหมาะสมว่า เวโนมิกส์

วิชาเวโนมิกส์ได้รับการก่อตั้งขึ้นครั้งแรกในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 เมื่อเทคโนโลยี '-omic' ต่างๆ เริ่มได้รับความนิยมมากขึ้น อย่างไรก็ตาม ความก้าวหน้าของวิชาเวโนมิกส์นับตั้งแต่เริ่มก่อตั้งนั้นขึ้นอยู่กับและถูกจำกัดด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีเสมอ ฮวน คัลเวเต ได้กล่าวถึงเรื่องนี้อย่างชัดเจนเมื่ออธิบายประวัติของวิชาเวโนมิกส์^{[ 11 ]}เขาประกาศว่า "การปฏิวัติครั้งสุดท้ายในการวิจัยเวโนมิกส์ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา (1989–1999) เป็นผลโดยตรงจากความก้าวหน้าในวิธีการที่เน้นโปรตีโอมิกส์ และเป็นผลทางอ้อมจากรูปแบบการวิเคราะห์ทรานสคริปโตมิกส์และชีวสารสนเทศที่แพร่หลายและคุ้มค่ากว่า" หนึ่งในหัวข้อการวิจัยยอดนิยมแรกๆ ของวิชาเวโนมิกส์คือคุณสมบัติทางเภสัชวิทยาของสารพิษโพลีเปปไทด์ที่พบในพิษงู (โดยเฉพาะElapidaeและHydrophidae ) เนื่องจากคุณสมบัติที่เป็นพิษต่อระบบประสาทและความสามารถในการทำให้สัตว์หายใจล้มเหลว^{[ 12 ]}อย่างไรก็ตาม เนื่องจากขาดเทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพ เทคนิคที่ซับซ้อนน้อยกว่า (เช่น การฟอกไตเพื่อแยกพิษ) ตามด้วย การวิเคราะห์ โครมาโทกราฟีและอิเล็กโทรโฟเรซิส แบบง่ายๆ การวิจัยจึงมีข้อจำกัด

หลักฐานที่แสดงถึงความสนใจในพิษงูในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 มีอยู่ทั่วไป โดยความก้าวหน้าครั้งสำคัญครั้งแรกเกิดขึ้นในช่วงกลางทศวรรษ 1960 ตัวอย่างเช่น Halbert Raudonat เป็นหนึ่งในนักวิจัยคนแรกที่แยกส่วนพิษงูเห่า ( Naja nivea ) โดยใช้ เทคนิคการฟอกไตที่ซับซ้อนและโครมาโทกราฟีบนกระดาษ^{[ 14 ]}นอกจากนี้ Evert Karlsson และ David Eaker สามารถทำให้บริสุทธิ์สารพิษต่อระบบประสาทเฉพาะที่พบในพิษงูเห่า ( Naja nigricollis ) ได้สำเร็จ และพบว่าโพลีเปปไทด์ที่แยกได้เหล่านั้นมีน้ำหนักโมเลกุลคงที่ประมาณ 7000 ^{[ 15 ]}

การวิจัยในอนาคตในสาขานี้จะนำไปสู่แบบจำลองการทำนายทางอ้อมและโครงสร้างผลึกโดยตรงของโปรตีนซูเปอร์แฟมิลีที่สำคัญจำนวนมากในที่สุด^{[ 16 ] [ 13 ]}ตัวอย่างเช่น Barbara Low เป็นหนึ่งในคนแรกที่เผยแพร่โครงสร้าง 3 มิติของโปรตีนสามนิ้ว (TFP) Erabutoxin-b ^{[ 17 ]} TFP เป็นตัวอย่างของα-Neurotoxinsซึ่งมีโครงสร้างขนาดเล็ก (ความยาวประมาณ 60-80 กรดอะมิโน) และเป็นส่วนประกอบหลักที่พบในพิษงูหลายชนิด (คิดเป็น 70%-95% ของสารพิษทั้งหมด) ^{[ 18 ] [ 19 ]}

เมื่อมองย้อนกลับไป ศาสตร์ด้านพิษวิทยาได้ก้าวหน้าไปมากในการจัดลำดับและสร้างแบบจำลองโมเลกุลพิษที่แม่นยำด้วยวิธีการขั้นสูงในปัจจุบัน ด้วยวิธีการเหล่านี้ การจัดหมวดหมู่พิษในระดับโลกจึงเกิดขึ้น โดยมีการบันทึกและเผยแพร่พิษที่เคยศึกษาไว้อย่างกว้างขวาง ตัวอย่างเช่น โครงการ "การระบุรายละเอียดพิษสัตว์" (จัดทำโดย UniProtKB/Swiss-Prot) ซึ่งเป็นฐานข้อมูลที่มุ่งให้ข้อมูลลำดับโปรตีน โครงสร้างสามมิติ และข้อมูลการทำงานของพิษสัตว์หลายพันชนิดที่มีคุณภาพสูงและเข้าถึงได้ฟรี จนถึงปัจจุบัน พวกเขาได้จัดหมวดหมู่พิษมากกว่า 6,500 ชนิด (ทั้งพิษและสารพิษ) ในระดับโปรตีน โดย องค์กร UniProt โดยรวม ได้ตรวจสอบโปรตีนมากกว่า 500,000 ชนิดและจัดทำข้อมูลโปรตีโอมของสิ่งมีชีวิตกว่า 100,000 ชนิด อย่างไรก็ตาม แม้จะใช้เทคโนโลยีในปัจจุบัน การแยกส่วนและการจัดทำรายการส่วนประกอบแต่ละส่วนของพิษของสัตว์ก็ยังต้องใช้เวลาและทรัพยากรจำนวนมาก เนื่องจากมีโมเลกุลจำนวนมหาศาลที่พบในตัวอย่างพิษเพียงตัวอย่างเดียว ยิ่งไปกว่านั้น ยังมีความซับซ้อนมากขึ้นเมื่อมีสัตว์บางชนิด (เช่น หอยกรวย) ที่สามารถเปลี่ยนแปลงความซับซ้อนและองค์ประกอบของพิษได้ขึ้นอยู่กับสถานการณ์ (ที่เกี่ยวข้องกับการโจมตีหรือการป้องกัน) ของการได้รับพิษ^{[ 20 ]}นอกจากนี้ ยังมีความแตกต่างระหว่างสายพันธุ์ระหว่างตัวผู้และตัวเมียของสายพันธุ์เดียวกัน โดยพิษของพวกมันมีปริมาณและความเป็นพิษแตกต่างกัน^{[ 21 ]}

ศาสตราจารย์ Juan J. Calvete เป็นนักวิจัยที่มีผลงานมากมายในด้านพิษวิทยาที่สถาบันชีวการแพทย์ในวาเลนเซีย และได้อธิบายกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการแยกและวิเคราะห์พิษอย่างละเอียด (ครั้งหนึ่งในปี 2550 และล่าสุดในปี 2560 ^{[ 23 ] [ 22 ]}

ขั้นตอนเหล่านี้ประกอบด้วยขั้นตอนต่อไปนี้:

(1) การเก็บรวบรวมพิษ (2) การแยกและการหาปริมาณ (3) การระบุ และ (4) การนำเสนอส่วนประกอบที่พบ

การรีดพิษเป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในการเก็บรวบรวมตัวอย่างพิษ โดยปกติแล้วจะใช้สัตว์มีกระดูกสันหลัง (โดยทั่วไปคืองู) ในการกัดพิษลงในภาชนะ ในทำนองเดียวกัน สามารถใช้การกระตุ้นด้วยไฟฟ้ากับสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง (แมลงและแมงมุม) ได้เช่นกัน^{[ 24 ]}การปฏิบัตินี้ทำให้สามารถค้นพบคุณสมบัติพื้นฐานของพิษและเข้าใจปัจจัยทางชีวภาพที่เกี่ยวข้องกับการผลิตพิษ เช่น ระยะเวลาการสร้างพิษใหม่ วิธีการอื่นๆ เกี่ยวข้องกับการผ่าต่อมพิษหลังการตายเพื่อเก็บวัสดุที่ต้องการ (พิษหรือเนื้อเยื่อ)

วิธีการแยกสารเป็นขั้นตอนแรกในการลดความซับซ้อนของตัวอย่างพิษ โดยวิธีที่ใช้กันทั่วไปคือ โครมาโทกราฟีของเหลวประสิทธิภาพสูงแบบย้อนกลับ ( RP-HPLC ) วิธีนี้สามารถนำไปใช้กับพิษเกือบทั้งหมดได้อย่างกว้างขวางในฐานะวิธีการแยกส่วนแบบหยาบและเพื่อตรวจจับพันธะเปปไทด์ที่พบ เทคนิคที่ใช้กันน้อยกว่า เช่น อิเล็กโทรโฟเรซิสเจล 1 มิติ/2 มิติ ก็สามารถใช้ได้ในกรณีของพิษที่มีเปปไทด์ขนาดใหญ่และซับซ้อน (ควรมีขนาด >10 KDa) ซึ่งหมายความว่า นอกเหนือจาก RP-HPLC แล้ว อิเล็กโทรโฟเรซิสเจลยังสามารถช่วยระบุโมเลกุลขนาดใหญ่ (เช่น เอนไซม์) และช่วยกลั่นกรองพิษก่อนที่จะใช้วิธีการวิเคราะห์เพิ่มเติม^{[ 2 ]}ต่อไป การจัดลำดับ N-terminal จะใช้เพื่อค้นหาลำดับกรดอะมิโนของโปรตีน/เปปไทด์ที่แยกส่วนโดยเริ่มจากปลาย N-terminal ^{[ 25 ]}นอกจากนี้SDS-PAGE (โซเดียมโดเดซิลซัลเฟต-โพลีอะคริลาไมด์เจลอิเล็กโตรโฟรีซิส) สามารถทำกับโปรตีนที่แยกได้จาก RP-HPLC เพื่อระบุโปรตีนที่สนใจก่อนที่จะดำเนินการในขั้นตอนการระบุ^{[ 23 ]}

วิธีการทางโปรตีโอมิกส์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสองวิธีในการระบุโครงสร้างของเปปไทด์/โปรตีน ได้แก่ โปรตีโอมิกส์แบบท็อปดาวน์ ( TDP ) และโปรตีโอมิกส์แบบบอททอมอัพ ( BUP ) TDP เกี่ยวข้องกับการนำตัวอย่างพิษที่แยกส่วนแล้วมาวิเคราะห์เปปไทด์/โปรตีนเหล่านั้นด้วยโครมาโทกราฟีของเหลวร่วมกับแมสสเปกโทรเมตรี ( LC-MS/MS ) วิธีนี้ทำให้สามารถระบุและจำแนกลักษณะของเปปไทด์/โปรตีนทั้งหมดที่มีอยู่ในตัวอย่างเริ่มต้นได้ ในขณะที่ BUP ประกอบด้วยการแยกส่วนและย่อยสลายเปปไทด์/โปรตีนก่อนการวิเคราะห์ (LC-MS/MS) โดยใช้การลดทางเคมี การอัลคิเลต และการย่อยด้วยเอนไซม์ (โดยทั่วไปคือทริปซิน ) BUP เป็นที่นิยมใช้มากกว่า TDP เนื่องจากกระบวนการย่อยสลายตัวอย่างทำให้ส่วนประกอบต่างๆ มีช่วงมวลที่เหมาะสมสำหรับการวิเคราะห์ LC-MS/MS ^{[ 26 ] [ 2 ]}อย่างไรก็ตาม วิธีการระบุทั้งสองวิธีก็มีข้อเสียและข้อจำกัดอยู่ ผลลัพธ์จากวิธี BUP มีแนวโน้มที่จะเกิดปัญหาในการอนุมานโปรตีน เนื่องจากสารพิษขนาดใหญ่สามารถแตกตัวเป็นสารพิษขนาดเล็กกว่า ซึ่งปรากฏในผลลัพธ์ แต่ไม่ได้มีอยู่ตามธรรมชาติในตัวอย่างพิษ ในขณะที่วิธี TDP เป็นวิธีที่ใหม่กว่าและสามารถเติมเต็มช่องว่างที่วิธี BUP ทิ้งไว้ได้ แต่ TDP ต้องการเครื่องมือที่มีความละเอียดสูง (โดยทั่วไป 50,000 หรือสูงกว่า) งานวิจัยส่วนใหญ่จะใช้วิธีทั้งสองควบคู่กันไปเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำที่สุด นอกจากนี้ วิธีการทางทรานสคริปโตมิก/จีโนมิกสามารถใช้สร้างไลบรารี cDNA จากโมเลกุล mRNA ที่สกัดได้ซึ่งแสดงออกในต่อมพิษของสัตว์มีพิษ วิธีการเหล่านี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการระบุโปรตีนโดยการสร้างลำดับ DNA ของโปรตีนทั้งหมดที่แสดงออกในต่อมพิษ ปัญหาใหญ่ในการใช้การวิเคราะห์ทางทรานสคริปโตมิก/จีโนมิกในการศึกษาพิษวิทยาคือ การขาดแคลนลำดับจีโนมทั้งหมดของสัตว์มีพิษหลายชนิด อย่างไรก็ตาม นี่เป็นปัญหาชั่วคราวเนื่องจากจำนวนโครงการจีโนมทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการจัดลำดับสัตว์มีพิษ เช่น 'โครงการจีโนมระบบพิษ' (เปิดตัวในปี 2546) ^{[ 27 ]}ผ่านโครงการเหล่านี้ สาขาการศึกษาต่างๆ เช่น การศึกษาเชิงนิเวศวิทยา/วิวัฒนาการ และการศึกษาเกี่ยวกับพิษ สามารถให้ข้อมูลสนับสนุนและการวิเคราะห์สารพิษอย่างเป็นระบบได้

Renata Rodrigues ได้ทำการศึกษาวิจัยที่ให้ข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับโปรตีโอมและทรานสคริปโตมของงูหัวหอก Neuwied's Lancehead ( Bothropoides pauloensis ) โดยใช้วิธีการทั้งหมดที่อธิบายไว้ข้างต้น^{[ 28 ]}โปรตีโอมแสดงให้เห็นถึงการมีอยู่ของโปรตีนเก้าตระกูล โดยส่วนประกอบส่วนใหญ่เป็นของเมทัลโลโปรตีเนสพิษ งู (38%) ฟอสโฟลิเปส A2 (31%) และเปปไทด์เสริมฤทธิ์แบรดิกินิน/ เปปไทด์นาทริยูเรติกชนิด C (12%) ทรานสคริปโตมให้ cDNA ของแท็กแสดงลำดับ ( ESTs ) มากกว่า 1100 รายการ โดยมีเพียง 688 ลำดับที่เกี่ยวข้องกับต่อมพิษ ในทำนองเดียวกัน ทรานสคริปโตมแสดงผลลัพธ์ที่ตรงกัน โดย 36% ของ SVMP เป็นส่วนใหญ่ของ ESTs ตามด้วย PLA2 (26%) และลำดับ BPP/C-NP (17%) นอกจากนี้ การศึกษาครั้งนี้แสดงให้เห็นว่า การใช้ทั้งโปรตีโอมิกส์และทรานสคริปโตมิกส์ จะช่วยให้เราเข้าใจส่วนประกอบต่างๆ ภายในพิษได้อย่างครบถ้วน ซึ่งจะนำไปสู่การศึกษาโครงสร้างระดับโมเลกุลและหน้าที่ของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพหลายชนิด และนำไปสู่การสำรวจหาสารประกอบในพิษเพื่อนำไปพัฒนาเป็นยาใหม่ รวมถึงช่วยพัฒนาวิธีการสร้างเซรั่มแก้พิษที่ดีขึ้นได้อีกด้วย

สาขาวิทยาพิษได้รับการปรับปรุงอย่างมากนับตั้งแต่เริ่มมีต้นกำเนิดในศตวรรษที่ 20 และยังคงได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องด้วยวิธีการที่ทันสมัย ​​เช่น การจัดลำดับรุ่นต่อไปและการวิเคราะห์สเปกตรัมด้วยคลื่นแม่เหล็กนิวเคลียร์จากแนวโน้มนี้ ดูเหมือนว่าวิทยาพิษจะได้รับการพัฒนาความสามารถอย่างต่อเนื่องผ่านความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในศตวรรษที่ 21 ดังที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ เส้นทางที่มีศักยภาพที่สามารถขยายเพิ่มเติมได้โดยวิทยาพิษคือการนำโมเลกุลเฉพาะของพิษมาใช้ในยาเฉพาะทาง ตัวอย่างแรกคือในช่วงต้นทศวรรษ 1970 เมื่อ พบว่า แคปโทพริลเป็นสารยับยั้งเอนไซม์แปลงแองจิโอเทนซิน ( ACE ) และมีวิธีการรักษาความดันโลหิตสูงในคน^{[ 29 ]}เกล็น คิง กล่าวถึงสถานะปัจจุบันของยาที่ได้จากพิษ โดยมียา 6 ชนิดที่ได้จากพิษได้รับการอนุมัติจาก FDA และอีก 10 ชนิดอยู่ระหว่างการทดลองทางคลินิก^{[ 30 ]} Michael Pennington ให้ข้อมูลอัปเดตโดยละเอียดเกี่ยวกับสถานการณ์ปัจจุบันของยาที่ได้จากพิษงูและอนาคตที่เป็นไปได้ของสาขานี้ (ตารางที่ 1) ^{[ 6 ]}

เซรั่มแก้พิษเป็นอีกสาขาหนึ่งของการแพทย์ที่จำเป็นต้องได้รับการปรับปรุงเนื่องจากปัญหาที่ประเทศกำลังพัฒนาหลายแห่งเผชิญอยู่กับสัตว์มีพิษ สถานที่ต่างๆ เช่น เอเชียใต้/เอเชียตะวันออกเฉียงใต้และแอฟริกาใต้ทะเลทรายซาฮารา เป็นที่ที่เกิดกรณีเจ็บป่วย (การตัดแขนขา) และเสียชีวิตจำนวนมาก^{[ 31 ]}งู (โดยเฉพาะ งูวงศ์ ElapidaeและViperidae ) เป็นสาเหตุหลักของการถูกงูกัดและพิษงู และเซรั่มแก้พิษงูมักขาดแคลนในพื้นที่เสี่ยงสูงเนื่องจากวิธีการผลิตที่ยุ่งยาก (สัตว์ที่ได้รับการสร้างภูมิคุ้มกัน) และข้อกำหนดในการจัดเก็บที่เข้มงวด (การจัดเก็บที่อุณหภูมิต่ำกว่า 0 ^° C อย่างต่อเนื่อง) ปัญหานี้ยังคงดำเนินต่อไป เมื่อตัวยาเองมีผลจำกัดต่อเนื้อเยื่อเฉพาะที่และทำให้เกิดปฏิกิริยาเฉียบพลัน (anaphylactic หรือ pyrogenic) และปฏิกิริยาที่ล่าช้า (ประเภท serum sickness) ในผู้ป่วยส่วนใหญ่^{[ 32 ]}อย่างไรก็ตาม การใช้เทคโนโลยี 'omic' ที่แตกต่างกัน การใช้ 'Antivenomics' อาจทำให้วิธีการผลิตแอนติเวโนมสำหรับสิ่งมีชีวิตที่มีพิษหลากหลายชนิดมีความปลอดภัย คุ้มค่า และใช้เวลาน้อยลง ปัจจุบันมีการวิจัยวิธีการผลิตแอนติเวโนมแบบใหม่โดยใช้แอนติบอดีโมโนโคลนอล ( mAbs ) และการขยายฐานข้อมูลพิษ ทำให้สามารถใช้วิธีการที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในการคัดกรองปฏิกิริยาข้ามสายพันธุ์ของแอนติเวโนม^{[ 33 ] [ 34 ]}สุดท้ายนี้ การเกษตรสามารถพัฒนาได้ด้วยเทคนิค venomic ที่ได้รับการปรับปรุงผ่านการคิดค้นสารกำจัดศัตรูพืชชีวภาพเฉพาะแมลงที่สร้างจากพิษ แมลงเป็นทั้งศัตรูพืชทางการเกษตร/พืชสวนและทำหน้าที่เป็นพาหะ/ตัวนำของปรสิตและโรคหลายชนิด^{[ 35 ]}ดังนั้น จึงจำเป็นต้องใช้ยาฆ่าแมลงที่มีประสิทธิภาพเพื่อควบคุมผลกระทบที่ทำลายล้างของแมลงหลายชนิด อย่างไรก็ตาม สารฆ่าแมลงหลายชนิดที่ใช้ในอดีตไม่เป็นไปตามข้อกำหนดในปัจจุบันและถูกห้ามใช้เนื่องจากมีผลเสีย เช่น ส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตที่ไม่ใช่เป้าหมาย ( DDT ) และมีระดับความเป็นพิษสูงต่อสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ( นีโอนิโคตินอยด์ ) ^{[ 36 ]} Monique Windley เสนอว่าพิษของแมงมุมเป็นทางออกที่เป็นไปได้สำหรับปัญหานี้ เนื่องจากมีสารประกอบที่เป็นพิษต่อระบบประสาทจำนวนมากในพิษของพวกมัน (คาดการณ์ว่ามีเปปไทด์ที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ 10 ล้านตัว) และเนื่องจากพิษของพวกมันมีความจำเพาะต่อแมลง^{[ 7 ]}

ตารางที่ 1 ยาที่ได้จากพิษงูที่กล่าวถึงโดย Pennington, Czerwinski และคณะ (2017) ^{[ 6 ]}