Ein Heilmittel für Kohlenmonoxidvergiftung freischalten

Kohlenmonoxid ist ein geruch- und farbloses Gas, das entsteht, wenn fossile Brennstoffe unvollständig verbrennen. Es ist auch ein stiller Killer.

Nach Angaben der Centers for Disease Control (CDC) sind jedes Jahr mehr als 400 Todesfälle und 20.000 Notaufnahmen auf eine Kohlenmonoxid (CO)-Vergiftung zurückzuführen. Während CO-Detektoren und die Sicherstellung, dass Ihr Kamin und Ihre Heizungen richtig funktionieren, helfen können, eine Exposition zu verhindern, sind die Behandlungsmöglichkeiten für diejenigen, die an einer CO-Vergiftung leiden, begrenzt.

Aus diesem Grund hat Tim Johnstone, Assistenzprofessor für Chemie und Biochemie an der UC Santa Cruz, an der Entwicklung eines einfach zu verabreichenden Gegenmittels gearbeitet.

„Wenn Sie Kohlenmonoxid ausgesetzt sind, ist die primäre Behandlung im Moment frische Luft“, sagte Johnstone. „Das ist eine Frage der Zeit. An frischer Luft braucht man vier bis sechs Stunden, bis sich der CO-Gehalt im Blut halbiert. Bei 100 Prozent Sauerstoff oder hyperbarem Sauerstoff verkürzt sich die Halbwertszeit weiter. Die hohen CO-Spiegel im Blut können lange genug anhalten, um zu langfristigen Defiziten und neurologischen Problemen zu führen.“

Johnstone hat die Chemie von Kohlenmonoxid untersucht, das aus einem Sauerstoffatom und einem Kohlenstoffatom besteht, die durch eine Dreifachbindung verbunden sind. In einem biologischen Kontext bindet CO an Metallzentren wie das Eisen in Hämoglobin, was dann verhindert, dass dieses Protein normal funktioniert und Sauerstoff von der Lunge zu Geweben im Rest des Körpers transportiert.

Um dies abzumildern, hat Johnstone kleine Moleküle entwickelt, die viele der Merkmale des aktiven Zentrums von Hämoglobin besitzen, aber CO viel fester binden können als das Protein. In einem kürzlich veröffentlichten Artikel in Chemische Kommunikationbeschrieb seine Gruppe die Fähigkeit eines solchen Moleküls, CO zu binden, CO, das bereits an Hämoglobin gebunden ist, zu sequestrieren und rote Blutkörperchen zu retten, die CO ausgesetzt sind, alles vielversprechende Anzeichen für ein zukünftiges Gegenmittel.

Laut Johnstone sind dies frühe Ergebnisse, aber die Hoffnung besteht darin, eine Point-of-Care-Behandlung zu entwickeln, die schnell verabreicht werden kann. Die häufigsten Symptome einer Kohlenmonoxidvergiftung sind Kopfschmerzen, Schwindel, Schwäche, Magenverstimmung, Erbrechen, Brustschmerzen und Verwirrtheit. Da es die Grippe nachahmt, können Menschen Symptome verspüren, ohne die Gefahr zu erkennen, und die Suche nach einer Behandlung verzögern.

Der Doktorand Daniel Droege war die Kontaktperson bei diesem Projekt und ist Erstautor der Arbeit. Neben der Erforschung von Kohlenmonoxidvergiftungen arbeitet Johnstone’s Lab auch an antimonhaltigen Medikamenten zur Behandlung der vernachlässigten Tropenkrankheit Leishmaniose, entwickelt neuartige Antikrebsmittel auf Arsenbasis und entdeckt neue Hauptgruppenbindungsmotive.