Ako môže smrteľný toxín pomôcť v kríze opiátov
S opioidnou krízou v centre pozornosti hľadajú vedci nové spôsoby riešenia bolesti. Jedna skupina upriamila svoju pozornosť na smrteľný toxín, ktorý sa prirodzene vyskytuje u niektorých morských tvorov. Najnovšia štúdia na potkanoch poskytuje povzbudivé výsledky.
Opioidy sú rôzne lieky, ktoré pôsobia na opioidné receptory a rýchlo zmierňujú bolesť.
Aj keď sú účinné a bezpečné, keď ich ľudia používajú správne, sú vysoko návykové.
Podľa Centra pre kontrolu a prevenciu chorôb (CDC) boli v USA v roku 2017 dve tretiny úmrtí na predávkovanie drogami opioid.
V tom istom roku zomrelo na predávkovanie opioidmi 47 000 ľudí a opiáty na predpis hrali rolu v 36% týchto úmrtí.
Podľa Národného inštitútu pre zneužívanie drog malo v roku 2017 v USA 1,7 milióna ľudí „poruchy užívania návykových látok spojené s liekmi proti bolesti opiátov na predpis“.
Vyššie uvedené štatistické údaje zdôrazňujú naliehavú potrebu neadiktívnej, ale stále účinnej náhrady za opioidy.
Dr. Daniel Kohane, Ph.D., nedávno viedol štúdiu skupiny vedcov z Bostonskej detskej nemocnice v Massachusetts, ktorí sa domnievajú, že riešenie mohli nájsť v smrtiacom toxíne pochádzajúcom z oceánu. Vedci zverejnili svoje najnovšie poznatky v časopise Komunikácia o prírode.
Skúšaný tetrodotoxín
Niekoľko rôznych morských tvorov, medzi ktoré patria pufferfish a chobotnice s modrými krúžkami, obsahuje tetrodotoxín. Tento toxín blokuje sodíkové kanály a bráni nervom prenášať impulzy.
Po požití môže spôsobiť príznaky, ktoré zahŕňajú bolesti hlavy, zvracanie a pocit mravčenia v jazyku a perách. Ak ho človek skonzumuje dostatok, môže to viesť k zástave dýchania a k smrti.
Tetrodotoxín je zhruba 1 200-krát toxickejší ako kyanid, čo ho pravdepodobne robí nepravdepodobným kandidátom na liečbu akútnej bolesti.
Dr. Kohane sa už nejaký čas zaujíma o terapeutický potenciál tejto toxickej zlúčeniny. Lekárske správy dnes nedávno sa ho spýtal, prečo ho zaujímal tetrodotoxín, a odpovedal:
"Tetrodotoxín a jeho podobné zlúčeniny sú veľmi silné lokálne anestetiká." Na rozdiel od bežných lokálnych anestetík tiež nespôsobujú záchvaty, srdcové arytmie a poranenia tkanív (nervov a svalov). “
Doktor Kohane už v predchádzajúcej štúdii preukázal, že tetrodotoxín vyvoláva anestéziu. Problémom však je silná toxicita chemikálie.
V malých množstvách je úľava od bolesti výrazná, ale vo vyšších množstvách je smrteľná. Doktor Kohane sa pokúsil obmedziť toxicitu zlúčeniny pri zachovaní jej silnej analgézie.
Napríklad v predchádzajúcej štúdii jeho tím zabalil tetrodotoxín do lipidovej membrány. Na povrch membrány pridali molekuly nazývané sonosenzibilizátory, ktoré sú citlivé na zvuk.
Potom implantovali malé vaky pod kožu potkanov. Ďalej pomocou ultrazvuku spúšťali uvoľňovanie toxínu v malých dávkach, zmierňovali bolesť a minimalizovali toxicitu.
V inej štúdii Dr. Kohane a jeho tím kombinovali dve látky blokujúce nervy: tetrodotoxín a kapsaicín (chemická látka, ktorá dáva chilli papričkám punc). Zistili, že tieto dve zlúčeniny vzájomne zosilňovali svoj účinok, pretože blokovali nervové vedenie viac, ako je suma spoločného užívania týchto dvoch liekov.
Odstránenie zubov toxínu
Napriek jeho doterajšej práci toxicita tetrodotoxínu obmedzuje jeho použitie u ľudí. "Poučili sme sa z toho, že s našimi predchádzajúcimi aplikačnými systémami môže liek unikať príliš rýchlo, čo vedie k systémovej toxicite," hovorí Dr. Kohane.
Doktor Kohane je však vytrvalý. Vo svojej najnovšej štúdii na zvieracom modeli spojil so svojím tímom tetrodotoxín s polymérnou kostrou.
Telo môže iba postupne rozkladať väzby, ktoré držia chrbticu lieku, a toxín sa pomaly uvoľňuje.
"V tomto systéme sme intravenózne podali také množstvo tetrodotoxínu, ktoré by stačilo na niekoľkonásobné zabitie potkana, ak by bol podaný v neviazanom stave, a zvieratá si to ani nevšimli."
Vedúci autor Dr. Daniel Kohane, Ph.D.
Spolu so svojimi kolegami, Chao Zhao, Ph.D., a Andong Liu, Ph.D., Dr. Kohane skúšal rad polymérov, aby dosiahol najdlhšie trvajúci nervový blok s minimálnou úrovňou toxicity.
Ako vysvetľuje Zhao: „Môžeme modulovať polymérnu kompozíciu tak, aby riadila rýchlosť uvoľňovania.“
Opatrenie chemickej bezpečnosti
Pre ďalšie zvýšenie bezpečnosti pridali vedci tretí znak v podobe chemikálie, ktorá zvyšovala priepustnosť nervového tkaniva. Týmto spôsobom umožnil toxínu ľahšie vstúpiť do nervov, a preto vedci mohli znížiť dávku tetrodotoxínu.
Ako vysvetľuje Dr. Kohane: „Vďaka zosilňovaču sa koncentrácie liečiva, ktoré sú neúčinné, stávajú účinnými bez zvyšovania systémovej toxicity. Každý kúsok drogy, ktorý dáte do balenia, je čo naj punč. “
S touto zmesou polyméru, toxínu a látky zvyšujúcej priepustnosť zablokovala jedna injekcia do sedacieho nervu potkanov nerv na 3 dni. Dôležité je, že neboli zjavné známky poškodenia alebo toxicity tkaniva.
Stále je to skoro a je pravdepodobné, že ešte dlho potrvá, kým tetrodotoxín prevezme vládu od opioidov, ale kolesá výskumu sa budú krútiť. Povedal doktor Kohane MNT že niektoré skupiny skúšajú tetrodotoxín u ľudí.
Vysvetlil, že „podobné zlúčeniny, ako napríklad neosaxitoxín, sa u ľudí používajú na infiltračnú anestéziu […], ale stále sa podrobujú klinickým skúškam.“ Keď sme sa ho spýtali na hlavné kamene úrazu, odpovedal: „Obvykle: čas, peniaze, regulačné procesy.“
Pretože v USA v priemere každý deň zomrie na predávkovanie opioidmi 130 ľudí, musia lekárski vedci až do konca nasledovať každú líniu vyšetrovania.
Povedal doktor Kohane MNT že má naplánovaných „veľa“ následných prác, takže budúcnosť vyzerá nezvyčajne silno pre tento neobvykle silný toxín.
