Kuinka tappava toksiini voi auttaa opioidikriisissä
Opioidikriisin ollessa valokeilassa tutkijat etsivät uusia tapoja torjua kipua. Yksi ryhmä on kiinnittänyt huomionsa tappavaan toksiiniin, jota esiintyy luonnossa joissakin merenelävissä. Viimeisin rotilla tehty tutkimus tarjoaa rohkaisevia tuloksia.
Useat merieläimet sisältävät tetrodotoksiinia, mukaan lukien sinirenkainen mustekala.Opioidit ovat joukko lääkkeitä, jotka vaikuttavat opioidireseptoreihin lievittämään kipua nopeasti.
Vaikka ne ovat tehokkaita ja turvallisia, kun ihmiset käyttävät niitä oikein, ne ovat erittäin riippuvaisia.
Tautien torjunnan ja ehkäisyn keskusten (CDC) mukaan Yhdysvalloissa vuonna 2017 kaksi kolmasosaa huumeiden yliannostuksesta johtuvista kuolemista johtui opioidista.
Samana vuonna 47 000 ihmistä kuoli opioidien yliannostusten vuoksi, ja reseptilääkeopioideilla oli merkitys 36 prosentissa näistä kuolemista.
Huumeiden väärinkäytön kansallisen instituutin mukaan vuonna 2017 Yhdysvalloissa 1,7 miljoonalla ihmisellä oli "reseptilääkkeiden kipulääkkeisiin liittyviä päihteiden häiriöitä".
Yllä olevat tilastot korostavat kiireellistä tarvetta korvata opioidit, mutta ne ovat edelleen tehokkaita.
Tohtori Daniel Kohane johti äskettäin Massachusettsissa sijaitsevan Bostonin lastensairaalan tutkijaryhmän tutkimusta, joka uskoo löytäneensä ratkaisun kuolettavasta merestä peräisin olevasta toksiinista. Tutkijat julkaisivat viimeisimmät havainnot lehdessä Luontoviestintä.
Tetrodotoksiini kokeessa
Useat erilaiset merieläimet, mukaan lukien lehtikala ja sinirenkaiset mustekalat, sisältävät tetrodotoksiinia. Tämä toksiini estää natriumkanavia estäen hermoja kuljettamasta impulsseja.
Nielemisen jälkeen se voi aiheuttaa oireita, jotka sisältävät päänsärkyä, oksentelua ja kihelmöintiä kielessä ja huulissa. Jos henkilö kuluttaa tarpeeksi sitä, se voi johtaa hengityksen pysähtymiseen ja kuolemaan.
Tetrodotoksiini on noin 1200 kertaa myrkyllisempi kuin syanidi, mikä tekee siitä todennäköisesti epätodennäköisen ehdokkaan akuutin kivun hoidossa.
Tohtori Kohane on ollut kiinnostunut tämän myrkyllisen yhdisteen terapeuttisesta potentiaalista jo jonkin aikaa. Lääketieteelliset uutiset tänään äskettäin kysyi häneltä, miksi tetrodotoksiini kiinnosti häntä, ja hän sanoi:
”Tetrodotoksiini ja sen kaltaiset yhdisteet ovat erittäin voimakkaita paikallispuudutteita. Toisin kuin tavanomaiset paikallispuudutteet, ne eivät myöskään aiheuta kouristuksia, sydämen rytmihäiriöitä eikä kudos- (hermo- ja lihasvaurioita). "
Tohtori Kohane oli jo aikaisemmassa tutkimuksessa osoittanut, että tetrodotoksiini tuottaa anestesiaa. Ongelma on kuitenkin kemikaalin voimakas myrkyllisyys.
Pieninä määrinä kivun lievitys on merkittävää, mutta suuremmissa määrissä se on tappavaa. Tohtori Kohane on yrittänyt rajoittaa yhdisteen toksisuutta säilyttäen sen voimakkaan analgesian.
Esimerkiksi edellisessä tutkimuksessa hänen tiiminsä paketti tetrodotoksiinin lipidikalvoon. Kalvon pinnalle he lisäsivät sonosensitisaattoreiksi kutsuttuja molekyylejä, jotka ovat herkkiä äänelle.
Sitten he istuttivat pienet pussit rottien ihon alle. Seuraavaksi ultraäänellä ne laukaisivat toksiinin vapautumisen pieninä annoksina, lievittäen kipua ja minimoiden toksisuuden.
Toisessa tutkimuksessa tohtori Kohane ja hänen tiiminsä yhdistivät kaksi hermoa estävää ainetta: tetrodotoksiinin ja kapsaisiinin (kemikaali, joka antaa chilipippureille heidän boolinsa). He havaitsivat, että nämä kaksi yhdistettä tehostivat toistensa vaikutusta ja estivät hermojohtumisen enemmän kuin näiden kahden lääkkeen erikseen käytön summa.
Poistetaan toksiinin hampaat
Aikaisemmasta työstään huolimatta tetrodotoksiinin myrkyllisyys rajoittaa sen käyttöä ihmisillä. "Opimme, että aiemmilla annostelujärjestelmillämme lääke voi vuotaa liian nopeasti, mikä johtaa systeemiseen toksisuuteen", sanoo tohtori Kohane.
Tohtori Kohane on kuitenkin sitkeä. Viimeisimmässä eläinmallia koskevassa tutkimuksessaan hän ja hänen tiiminsä sulautivat tetrodotoksiinin polymeerirunkoon.
Elimistö voi hajottaa vain sidokset, jotka pitävät lääkkeen runkoa vähitellen, vapauttaen toksiinia hitaasti.
"Tässä järjestelmässä annoimme laskimonsisäisesti määrän tetrodotoksiinia, joka riittäisi tappamaan rotan useita kertoja, jos se annettaisiin sitomattomana, ja eläimet eivät edes näytä huomaavan sitä."
Pääkirjailija tohtori Daniel Kohane
Kolane kollegoidensa, Ph.D. Chao Zhaon ja Ph.D., Andong Liu kanssa, Dr.Kohane kokeili erilaisia polymeerejä saavuttaakseen pisimmän hermosuojan, jolla olisi mahdollisimman vähän toksisuutta.
Kuten Zhao selittää, "Voimme moduloida polymeerikoostumusta hallitsemaan vapautumisnopeutta."
Kemikaaliturvallisuus
Turvallisuuden parantamiseksi tutkijat lisäsivät kolmannen merkin kemikaalina, joka parantaa hermokudoksen läpäisevyyttä. Tätä tehdessään se antoi toksiinin päästä hermoihin helpommin, ja siksi tutkijat voisivat vähentää tetrodotoksiiniannosta.
Kuten tohtori Kohane selittää: ”Tehostajan avulla tehottomat lääkepitoisuudet tulevat tehokkaiksi lisäämättä systeemistä toksisuutta. Jokainen pakkaamasi lääkepala pakkaa mahdollisimman paljon lyöntejä. "
Tällä polymeerin, toksiinin ja läpäisevyyttä lisäävän aineen yhdistelmällä yksi injektio lähellä rottien iskiashermoa tukki hermon 3 päivän ajan. Tärkeää on, ettei kudosvaurioista tai myrkyllisyydestä ollut näkyviä merkkejä.
Nämä ovat vielä alkuvaiheita, ja todennäköisesti kestää kauan, ennen kuin tetrodotoksiini ottaa hallitsemaansa opioidit, mutta tutkimuksen pyörät ovat kääntymässä. Tohtori Kohane kertoi MNT että jotkut ryhmät tutkivat tetrodotoksiinia ihmisillä.
Hän selitti, että "vastaavia yhdisteitä, kuten neosaksitoksiinia, on käytetty ihmisillä tunkeutumisanestesiassa […], mutta niitä tehdään edelleen kliinisissä tutkimuksissa". Kun kysyimme häneltä tärkeimmistä kompastuskivistä, hän vastasi: "Tavallista: aika, raha, sääntelyprosessit."
Koska keskimäärin 130 ihmistä kuolee opioidien yliannostuksiin päivittäin Yhdysvalloissa, lääketieteellisten tutkijoiden on noudatettava kaikkia tutkimustapoja päätökseen.
Tohtori Kohane kertoi MNT että hänellä on "paljon" seurantatyötä, joten tulevaisuus näyttää valoisalta tälle epätavallisen voimakkaalle toksiinille.