Intoxicaţia cu monoxid de carbon (CO) reprezintă o problemă majoră de sănătate publică, cu mii de victime anual la nivel mondial. Cercetătorii americani au dezvoltat acum un nou tratament bazat pe o proteină sintetică creată în laborator, care are capacitatea de a se lega de monoxidul de carbon şi de a-l elimina rapid din organism, oferind o soluţie eficientă pentru intervenţiile de urgenţă.
O echipă de cercetători de la Universitatea din Pittsburgh, în colaborare cu Universitatea din Maryland a dezvoltat o moleculă artificială pornind de la o proteină naturală identificată la bacterii, care poate detecta urme foarte mici de monoxid de carbon. Cercetătorii au păstrat doar segmentul proteinei capabil să recunoască CO şi au modificat-o prin inginerie genetică astfel încât să acţioneze ca o capcană eficientă pentru a elimina monoxidul de carbon din sânge.
Noua proteină artificială, RcoM-HBD-CCC, se administrează prin perfuzie şi, odată ajunsă în sânge, se leagă extrem de puternic şi specific de monoxidul de carbon (CO), facilitând eliminarea acestuia din organism prin urină, şi ar putea fi folosită de echipele de urgenţă pentru a ajuta imediat pacienţii expuşi la CO.
Antidotul a fost dezvoltat din proteina naturală RcoM, întâlnită la bacteria Paraburkholderia xenovorans, care are rolul de a detecta concentraţii extrem de mici de CO prin domeniul său de legare a hemului - HBD. Cercetătorii au păstrat doar această parte a proteinei care recunoaşte şi se leagă de CO, şi au modificat-o în laborator pentru a o face mai stabilă şi mai eficientă.
Studiile echipei arată că RcoM-HBD-CCC asigură o eliminare rapidă şi sigură a CO, mult mai eficient decât alte tratamente realizate din proteine care conţin hem (hemoproteinele) şi care au fost folosite până acum pentru a lega şi transporta diferite molecule în sânge. Aceste proteine joacă roluri esenţiale în organism, cum ar fi transportul oxigenului, cataliza reacţiilor chimice şi detectarea oxigenului.
În mod normal, hemoglobina din celulele roşii transportă oxigen către ţesuturi. Monoxidul de carbon, un gaz incolor şi inodor rezultat din arderea incompletă a combustibililor, se leagă de hemoglobină de aproximativ 100 de ori mai puternic decât oxigenul. Astfel, în caz de expunere, CO ocupă locul oxigenului, provocând hipoxie, cu simptome precum ameţeală, dureri de cap, dificultăţi de respiraţie, confuzie sau pierderea cunoştinţei.
Tratamentul standard constă în administrarea de oxigen 100% prin mască, iar uneori oxigenoterapie hiperbară (terapia hiperbară cu oxigen), dar chiar şi cu acest tratament, CO este greu de eliminat complet din organism deoarece monoxidul de carbon nu rămâne legat doar de hemoglobină, ci se poate muta şi către alte proteine din celule care conţin hem, inclusiv cele din mitocondrii, unde perturbă procesele vitale de producere a energiei, ceea ce poate cauza probleme neurologice sau cardiace pe termen lung.
RcoM este unic pentru că are o afinitate şi o specificitate foarte mare pentru CO, fără a se lega în aceeaşi măsură de oxigen. Experimentele cu spectroscopie au arătat că RcoM-HBD-CCC se leagă de CO de aproape 50 de ori mai puternic decât hemoglobina. Spre deosebire de alte hemoproteine intravenoase, care scad nivelul oxidului nitric din circulaţie şi provoacă hipertensiune, RcoM-HBD-CCC nu are acest efect secundar, ceea ce reprezintă un avantaj important, notează cercetătorii.
Ei au confirmat acest lucru în modele preclinice, unde administrarea RcoM-HBD-CCC nu a crescut tensiunea arterială, spre deosebire de hemoglobină. Această caracteristică oferă proteinei potenţialul de a fi folosită în viitor ca bază pentru crearea unor variante artificiale de „transportatori de oxigen”- soluţii care să înlocuiască sau să completeze rolul hemoglobinei în furnizarea oxigenului către ţesuturi.
În continuare, echipa îşi propune să producă RcoM-HBD-CCC la scară largă şi să înceapă studii clinice de fază I. Scopul este ca această terapie să fie disponibilă în viitor în ambulanţe şi departamente de pompieri pentru intervenţii rapide în caz de intoxicaţie cu monoxid de carbon.
Rezultatele studiului, care demonstrează eficacitatea proteinei cu acţiune rapidă împotriva intoxicaţiei cu monoxid de carbon au fost publicate recent în revista Proceedings of the National Academy of Science (PNAS).
