Новый белковый препарат показал себя как потенциальное первое противоядие при отравлении угарным газом
Исследователи из Медицинской школы Университета Мэриленда (UMSOM) создали новую молекулу, которая выглядит многообещающим и эффективным противоядием при отравлении угарным газом с меньшими побочными эффектами, чем другие тестируемые молекулы. Исследование опубликовано в журнале PNAS.
Отравление угарным газом (CO) ежегодно приводит к 50 000 обращений в отделения неотложной помощи в США и около 1500 смертей. Единственное доступное лечение — кислородная терапия (100% кислород, иногда в гипербарической камере), но даже после него почти половина выживших страдает от долгосрочных повреждений сердца и мозга.
В новом исследовании команда разработала белковую терапию RcoM-HBD-CCC, которая действует как губка, поглощая CO из крови. За основу взят природный белок RcoM (от "regulator of metabolism"), который бактерия Paraburkholderia xenovorans использует для обнаружения CO. Инженерная версия высокоселективна: она связывает CO, не мешая кислороду или другим важным молекулам.
В тестах на мышах терапия быстро удаляла CO из эритроцитов и безопасно выводилась с мочой. "Мы обнаружили, что соединение вызывало лишь минимальные изменения артериального давления, что было захватывающим открытием и повысило потенциал для клинического применения этой молекулы", — сказал автор-корреспондент Марк Т. Гладвин.
"Это может стать быстрым внутривенным противоядием от CO, которое можно будет вводить в отделении неотложной помощи или даже на месте происхождения спасателями".
Принцип действия
В организме CO конкурирует с кислородом за связывание с гемоглобином, имея в 200–400 раз большее сродство. Это лишает ткани кислорода.
Новый препарат относится к "уборщикам" (scavengers) — гемопротеинам, структурно похожим на гемоглобин, но с еще большим сродством к CO. Введенный в кровоток, RcoM-HBD-CCC быстро связывает молекулы CO, сокращая время полувыведения CO из крови менее чем до минуты. Для сравнения: при терапии чистым кислородом это более часа, а без лечения — пять часов.
Многие гемопротеины также связывают оксид азота (NO), важный для регуляции давления, что приводит к сужению сосудов и скачку давления. Удивительно, но RcoM-HBD-CCC не вызывал повышения давления независимо от наличия CO в крови. Ученые предполагают, что он может связывать NO медленнее, чем другие гемопротеины, что объясняет его безопасный профиль.
Перспективы
"Эта молекула может изменить правила игры, поскольку она может напрямую и быстро удалять CO из организма с очень низким риском побочных эффектов", — сказал соавтор Джейсон Дж. Роуз. "Учитывая обнадеживающие результаты, мы также видим потенциал для использования RcoM-HBD-CCC в других областях, например, в качестве заменителя крови при тяжелой анемии или геморрагическом шоке".
Будущие исследования будут включать доклинические испытания для определения безопасного и эффективного диапазона дозировок. Препарат также может лечь в основу новых исследований в других областях: терапия доставки кислорода, лечение ОРДС, тяжелых анемий и консервация органов для трансплантации.
Доктор Роуз и декан Гладвин являются соучредителями и директорами компании Globin Solutions, которая лицензировала технологию на основе RcoM для разработки противоядия от CO. Globin Solutions имеет спонсорские исследовательские соглашения с UMB.