Соединение, разработанное исследователями из Школы медицины при Питтсбургском университете, потенциально может помочь в изобретении первого «противоядия» от отравления CO, которое часто является смертельным для людей.
Отравление угарным газом – не редкий случай: ежегодно в отделения скорой помощи обращаются тысячи пострадавших. Кроме того, «пресыщение» организма человека угарным газом является одной из основных причин смерти от отравления.
Такой газ трудно распознать – он бесцветен и сам по себе не имеет какого-то конкретного запаха. Угарный газ активно связывается с гемоглобином, образуя карбоксигемоглобин, и блокирует передачу кислорода клеткам. Это приводит к гипоксии – кислородному голоданию тканей. Воздействие CO также влияет на организм и мозг человека, что порой приводит к когнитивным расстройствам, признаки которого сохраняются несколько месяцев, а то и пару лет после отравления.
Несмотря на то, что случаев отравления CO по всему миру множество, до сих пор нет эффективного противоядия от воздействия угарного газа на организм человека, говорят исследователи. Созданный американскими учёными белок эффективно выводит CO из крови, что потенциально может стать серьёзным прорывом в лечении отравления угарным газом.
Сегодняшние терапевтические методы при отравлении угарным газом заключаются в назначении пациенту 100-процентного кислорода или использовании герметичной гипербарической камеры для обеспечения организма кислородом. Подобные методы нацелены на попытки заменить СО в крови на кислород. Причём так быстро, как это возможно. Однако обе процедуры не всегда эффективны, и быстро доставить пациентов в гипербарическую камеру получается не всегда.
Исследователи из США изучали нейроглобин (Ngb) – белок, похожий на гемоглобин, находящийся в мозге. Специалисты выяснили, что он может прочно связываться с CO. Затем они создали модифицированную версию белка, названную Ngb H64Q, которая намного лучше справилась с очисткой крови от связанного CO.
Исследователи провели эксперимент: они вводили CO в красные кровяные клетки эритроциты. Так они обнаружили, что Ngb H64Q намного быстрее кислорода заставлял угарный газ освобождаться от связей с гемоглобином.
Затем специалисты провели эксперименты на лабораторных мышах, которых отравили несмертельной дозой угарного газа. Выяснилось, что Ngb H64Q был значительно эффективнее в вопросе «отрыва» CO от гемоглобина, чем лечение 100-процентным кислородом.
Обычный период полувыведения CO в организме человека после отравления (время, необходимое, чтобы половина CO покинула организм) составляет порядка 320 минут. При применении 100-процентного кислорода на это тратится 74 минуты, а лечение, основанное на новом белке, помогает сократить период полувыведения CO до 23 секунд.
Специалисты также решили посмотреть на работу нового белка при смертельной дозе угарного газа. Они отравили CO восемь грызунов. Семь мышей из восьми, которым назначили лечение Ngb H64Q, выжили во время эксперимента. Это 87,5 процента из всей выборки. В то же время в контрольной группе выжило только 10 процентов грызунов.
Отмечается, что «противоядие» восстанавливает артериальное давление и повышает количество кислорода, которое присутствует в тканях. Такие результаты предполагают, что Ngb H64Q, который отделяет CO от гемоглобина и позволяет кислороду занимать полагающее ему место, восстанавливает нормальную доставку кислорода в ткани.
Примечательно, что CO, связанный с Ngb H64Q, был обнаружен в моче мышей вскоре после проведения лечения. Это указывает на то, что грызуны способны сами выделять противоядие из организма без каких-либо серьёзных токсических эффектов.
По мнению специалистов, если лечение на основе нового белка будет одобрено, то его можно будет быстро вводить потерпевшим прямо на месте аварии. В свою очередь, это позволить устранить дорогостоящие задержки в оказании медицинской помощи.
Конечно, исследователям ещё предстоит провести обширную проверку безопасности и эффективности нового белка до того, как препараты на его основе попадут в медицинские кабинеты. Однако уже первые результаты являются весьма многообещающими.
Описание исследования и нового белка, «аннулирующего» отравление CO, опубликованы в журнале Science Translational Medicine.
Автор: Евгения Ефимова