Ученые создали антидот для лечения смертельных отравлений газами

Синтетический нетоксичный антидот для безопасного лечения отравления сероводородом разработали исследователи из Киотского университета Дошиша, 11 декабря сообщила пресс-служба университета.

За основу антидота, разработанного под руководством профессора Хироаки Китагиси из Университета Дошиша, был взят гем — небелковая часть гемоглобина, его красящего вещества, представляющего собой соединение протопорфирина с двухвалентным железом.

Сероводород (H₂S) — бесцветный газ, пахнущий тухлыми яйцами. Он образуется при разложении органических веществ, а также содержится в попутных нефтяных и вулканических газах. Будучи тяжелее воздуха, сероводород может скапливаться в низинах и представляет реальную угрозу для работающих на таких объектах, как канализационные или иные колодцы, системы канализации и горные выработки.

Этот газ способен прочно связываться с гемсодержащим ферментом в клетках крови — цитохромом с-оксидазой (CcO), блокируя передачу им кислорода в клетки организма и вызывая при высоких концентрациях быструю смерть. В настоящее время не существует антидота, который мог бы лечить отравление сероводородом.

Разработанное японскими учеными искусственное соединение, имитирующее гем, обладает высоким сродством к сероводороду и связывается с ним гораздо быстрее, чем человеческий гемоглобин. Это соединение, названное ими met-hemoCD-I, было протестировано на мышах и успешно вылечило их от отравления сероводородом, что говорит о его потенциале как антидота.

Профессор Китагиси пояснил: «За последние два десятилетия мы разработали и изучили синтетические соединения, имитирующие гем (hemoCDs). Серия hemoCDs, состоящая из порфирина и циклодекстринов, представляет собой нашу оригинальную систему, основанную на модели гема, которая реализует биологические функции гемов (таких, как гемоглобин) с использованием полностью синтетических материалов».

Ранее Китагиси и его коллеги применили два новых hemoCD, которые они назвали «hemoCD-близнецами» — met-hemoCD-P и met-hemoCD-I — для успешного лечения отравлений мышей угарным газом и цианистым водородом. В новом исследовании они решили проверить, способны ли эти два комплекса «поглощать» сероводород в водной среде.

Они обнаружили, что met-hemoCD-I обладает очень высоким сродством к сероводороду в нормальных физиологических условиях — почти в 10 раз выше, чем у человеческого met-гемоглобина. Met-hemoCD-I преобразовывал токсичный сероводород в нетоксичные сульфит- и сульфат-ионы, что говорило о возможности использовать его для лечения отравления сероводородом.

Для тестирования этого противоядия, они ввели мышам, получившим дозу сероводорода, препарат met-hemoCD-I. Оказалось, что мыши, которым вводили met-hemoCD-I, имели улучшенные показатели выживаемости по сравнению с мышами, которым это противоядие не вводили.

При этом активность CcO в тканях головного мозга и сердца (которая снизилась из-за отравления) восстановилась и вернулась к норме. Другим качеством met-hemoCD-I, который делает его очень перспективным антидотом, является его доказанная безопасность — было обнаружено, что введенный met-hemoCD-I выводился с мочой крыс без какого-либо химического разложения в их организме.

Результаты проведенных исследований показали, что hemoCD-близнецов можно успешно использовать в качестве мощного антидота для лечения отравлений угарным газом (CO), синильной кислотой (HCN), а теперь и сероводородом без риска каких-либо побочных эффектов. Профессор Китагиси отметил, что тандем hemoCD-близнецов может стать эффективным решением лечения различных отравлений газом, даже когда причина отравления неизвестна.

Исследователи из Университета Дошиша намерены довести этот антидот до возможности использования его для быстрого и эффективного лечения отравлений в поликлиниках и других медицинских учреждениях, проведя доклинические и клинические испытания в сотрудничестве с врачами. Они уверены, что это противоядие окажет важное влияние на повышение безопасности рабочих и спасателей по всему миру.

Результаты исследования синтезированных ими новых веществ японские ученые представили в статье «Детоксикация сероводорода синтетическими соединениями, моделирующими гем» (Detoxification of hydrogen sulfide by synthetic heme model compounds), опубликованной в журнале Scientific Reports.