Neuartiges synthetisches Porphyrin als duales Antidot gegen Brandgasvergiftung

Wenn Gebäude brennen, erzeugen die brennenden Materialien hochgiftige Gase aus Kohlenmonoxid (CO) und Blausäure (HCN), die beim Verschlucken tödlich sein können. Nach dem Einatmen binden diese Gase stark an Hämoglobin, Cytochrome und eisenhaltige Verbindungen, die als Häme bekannt sind, und blockieren die normale aerobe Atmung. Es wird angenommen, dass es unmöglich ist, diese lebensbedrohlichen Toxine effektiv aus dem Körper zu entfernen, sobald eine Person diesen lebensbedrohlichen Toxinen ausgesetzt ist. Tatsächlich gibt es derzeit keinen therapeutischen Ansatz, um eine gleichzeitige CO- und HCN-Vergiftung zu überwinden. Dies stellt eine erhebliche Herausforderung bei der Rettung von Menschenleben dar, die bei Gebäudebränden toxischen Gasen ausgesetzt sind.

In einem kürzlichen Durchbruch hat ein Forscherteam unter der Leitung von Professor Hiroaki Kitagishi von der Fakultät für Naturwissenschaften und Ingenieurwissenschaften der Doshisha-Universität, Japan, eine synthetische Häm-Modellverbindung namens hemoCD-Twins entwickelt, die als Gegenmittel für CO- und HCN-Vergiftungen wirkt. In Kochsalzlösung löst sich hemoCD Twins in zwei Häm-Modelle auf, von denen hemoCD-P CO sehr stark einfängt und hemoCD-I effektiv CN- abfängt.

Prof. Kitagishi und seine Mitarbeiter – Dr. Qiyue Mao von der Doshisha University, Dr. Xuansu Zhao vom Building Research Institute, Japan, Dr. Akiko Kiriyama vom Doshisha Women’s College of Liberal Arts, Japan, und Dr. Roberto Motterlini von der University Paris Est Creteil, Frankreich – haben die Entwicklung von detailliert beschrieben dieses neuartige Gegenmittel in ihrem kürzlich im veröffentlichten Forschungsartikel Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Was war die Motivation hinter der Entwicklung dieses lebensrettenden Wirkstoffs? Prof. Kitagishi sagt: „Wir untersuchen seit über zwei Jahrzehnten synthetische Häm-Modellverbindungen (HemoCDs). realisiert die biologischen Funktionen von Hämen mit vollsynthetischen Materialien. Eines schönen Morgens im Laufe unserer Forschung kam ich auf die Idee, dass hemoCDs am besten als Gegenmittel gegen eine gleichzeitige Vergiftung durch CO und HCN eingesetzt werden könnten.“

Das Team hat auch gezeigt, dass hemoCD-Twins ein sehr wirksames und schnelles Gegenmittel gegen die gleichzeitige Vergiftung durch CO und HCN in Mausmodellen sind. Sie fanden heraus, dass diese Verbindung bei Mäusen zu einer Überlebensrate von 85 % und einer schnellen Genesung führte. Darüber hinaus zeigte dieses duale Antidot eine sehr geringe Toxizität und eine schnelle Elimination über die Urinausscheidung. Darüber hinaus hatten hemoCD-Twins eine sofortige antidote Wirkung, ein hohes Maß an Sicherheit und Lagerstabilität.

Wie wird sich dieses Gegenmittel langfristig auf die Medizin auswirken? Prof. Kitagishi sagt: „Dieses Gegenmittel begrenzt Schäden durch Gasvergiftungen, die durch plötzliche Brände verursacht werden, und kann zur Behandlung verschiedener durch Gasvergiftungen verursachter Symptome getestet werden. Nach Abschluss verschiedener nichtklinischer und klinischer Studien innerhalb von 5 bis 10 Jahren , hoffen wir, dass hemoCD-Twins in Krankenwagen, Notfallkrankenhäusern und anderen Einrichtungen eingebaut werden können.

„Auf diese Weise müssen zukünftige Generationen keine plötzliche Brandgasvergiftung befürchten. Wir werden in Zusammenarbeit mit Medizinern nicht-klinische und klinische Studien durchführen, um diesen Wirkstoff als Therapeutikum weltweit zu implementieren. Wir möchten die allgemeine Gesellschaft um die Zusammenarbeit bitten.“