Новая белковая терапия обещает стать первым в мире противоядием от отравления угарным газом

Исследователи из Медицинской школы Университета Мэриленда (UMSOM) вместе с коллегами разработали новую молекулу, которая, согласно новому исследованию, опубликованному в журнале PNAS, обещает стать эффективным противоядием от отравления угарным газом с меньшим количеством побочных эффектов по сравнению с другими молекулами, которые в настоящее время тестируются.

Отравление угарным газом

Отравление угарным газом ежегодно приводит к 50 000 обращений в отделения неотложной помощи в США и вызывает около 1500 смертей. Эти смерти могут произойти, когда угарный газ, выделяемый при горении, накапливается в закрытом пространстве из-за неисправностей вентиляции в оборудовании для сжигания природного газа в помещениях, при использовании бензиновых генераторов или автомобилей в закрытых помещениях или гаражах. Отравление угарным газом также связано с большинством пожаров из-за вдыхания дыма.

Существующие методы лечения

В настоящее время единственным методом лечения отравления угарным газом является кислородотерапия, которая помогает организму вывести токсичный газ. Однако даже при лечении почти половина выживших страдают от долгосрочных повреждений сердца и мозга. Это создало острую потребность в более быстрых и эффективных методах лечения.

Новая терапия

В новом исследовании научная группа разработала новую белковую терапию под названием RcoM-HBD-CCC, которая действует как губка, впитывающая угарный газ из крови. Начиная с RcoM (сокращение от «регулятор метаболизма») — естественного белка, который бактерия Paraburkholderia xenovorans использует для определения минимальных уровней угарного газа, — исследователи создали версию, которая обладает высокой селективностью: она захватывает угарный газ, не мешая кислороду или другим важным молекулам в организме.

В ходе испытаний на мышах новая терапия быстро удалила угарный газ из красных кровяных телец и была безопасно выведена из организма через мочу. «В отличие от других белковых препаратов, мы обнаружили, что соединение вызывает лишь минимальные изменения артериального давления, что стало захватывающим открытием и повысило потенциал применения этой новой молекулы в клинической практике», — сказал автор исследования Марк Т. Глэдвин.

Принцип действия

В здоровых организмах вдыхаемый из воздуха кислород связывается с белком гемоглобином на поверхности красных кровяных телец, которые затем переносят кислород ко всем тканям организма. Однако вдыхаемый ядовитый угарный газ конкурирует с кислородом за гемоглобин. Он попадает в кровоток и связывается с гемоглобином с в 200–400 раз большим сродством, чем кислород. Это означает, что угарный газ захватывает большинство мест гемоглобина, и молекулы кислорода не могут попасть в ткани, которые в них нуждаются.

Потенциал новой терапии

«Эта молекула может изменить правила игры, поскольку она способна напрямую и быстро выводить угарный газ из организма с таким низким риском побочных эффектов», — сказал Джейсон Дж. Роуз, один из исследователей. «Учитывая многообещающие результаты, мы также видим потенциал использования RcoM-HBD-CCC в других областях, например, в качестве заменителя крови при тяжёлой анемии или геморрагическом шоке».

Исследовательская группа сосредоточилась на разработке «поглотителей» угарного газа — белков, структурно сходных с гемоглобином, известных как гемопротеины, но обладающих ещё большей аффинностью к угарному газу и меньшей аффинностью к кислороду.

При введении в кровоток поглотители гемопротеинов, такие как RcoM-HBD-CCC, быстро связываются с молекулами угарного газа, сокращая время, необходимое для выведения половины угарного газа из крови, до менее чем минуты по сравнению с более чем часом при кислородной терапии и пятью часами без какого-либо лечения.

Будущие исследования

Дальнейшие исследования, вероятно, будут включать дополнительные доклинические исследования для определения безопасного и эффективного диапазона дозировок RcoM-HBD-CCC при лечении отравления угарным газом. Это также может стать основой для новых исследований в других областях, включая кислородную терапию или заменители крови. Это может включать геморрагический шок, острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС), тяжёлые анемии и сохранение органов для трансплантации.

Доктор Роуз и Дин Глэдвин являются соучредителями и директорами компании Globin Solutions, которая лицензировала технологию, основанную на RcoM, из Университета Питтсбурга для разработки антидота при отравлении угарным газом. Доктор Роуз является президентом и генеральным директором Globin Solutions. Компания Globin Solutions заключила спонсорские соглашения с UMB.

Предоставлено:
[University of Maryland School of Medicine](https://phys.org/partners/university-of-maryland-school-of-medicine/)

Источник