Как смертельный токсин может помочь при опиоидном кризисе
Учитывая, что в центре внимания опиоидный кризис, ученые ищут новые способы справиться с болью. Одна группа обратила внимание на смертельный токсин, который естественным образом встречается у некоторых морских существ. Последнее исследование на крысах дает обнадеживающие результаты.
Опиоиды - это ряд препаратов, которые действуют на опиоидные рецепторы и быстро снимают боль.
Хотя при правильном использовании они эффективны и безопасны, они вызывают сильную зависимость.
По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC), в США в 2017 году две трети смертей от передозировки наркотиков были связаны с опиоидами.
В том же году 47 000 человек умерли из-за передозировки опиоидов, и опиоиды, отпускаемые по рецепту, стали причиной 36% этих смертей.
По данным Национального института по борьбе со злоупотреблением наркотиками, в 2017 году 1,7 миллиона человек в США имели «расстройства, связанные с употреблением психоактивных веществ, связанные с рецептурными опиоидными обезболивающими».
Приведенная выше статистика подчеркивает острую необходимость в не вызывающей привыкание, но все же эффективной замене опиоидов.
Доктор Дэниел Кохейн, доктор философии, недавно возглавил исследование, проведенное группой исследователей из Бостонской детской больницы в Массачусетсе, которые полагают, что они могли найти решение в смертельном токсине, полученном из океана. Ученые опубликовали свои последние результаты в журнале. Nature Communications.
Тетродотоксин под испытанием
Несколько различных морских существ, в том числе иглобрюх и осьминоги с синими кольцами, содержат тетродотоксин. Этот токсин блокирует натриевые каналы, не позволяя нервам передавать импульсы.
После проглатывания он может вызвать симптомы, в том числе головные боли, рвоту и покалывание на языке и губах. Если человек потребляет его в достаточном количестве, это может привести к остановке дыхания и смерти.
Тетродотоксин примерно в 1200 раз токсичнее цианида, что, возможно, делает его маловероятным кандидатом для лечения острой боли.
Доктор Кохан некоторое время интересовался терапевтическим потенциалом этого токсичного соединения. Медицинские новости сегодня недавно спросил его, почему тетродотоксин его заинтересовал, и он сказал:
«Тетродотоксин и подобные ему соединения являются сильнодействующими местными анестетиками. Кроме того, в отличие от обычных местных анестетиков, они не вызывают судорог, сердечных аритмий и повреждений тканей (нервов и мышц) ».
Доктор Кохан уже продемонстрировал в более раннем исследовании, что тетродотоксин вызывает анестезию. Однако проблема заключается в сильной токсичности химического вещества.
В небольших количествах обезболивание значительно, но в больших количествах оно смертельно. Доктор Кохан попытался ограничить токсичность соединения, сохранив при этом его сильное обезболивающее.
Например, в предыдущем исследовании его команда поместила тетродотоксин в липидную мембрану. На поверхность мембраны они добавили молекулы, называемые соносенсибилизаторами, которые чувствительны к звуку.
Затем они имплантировали крошечные мешочки под кожу крыс. Затем с помощью ультразвука они в малых дозах инициировали высвобождение токсина, облегчая боль и сводя к минимуму токсичность.
В другом исследовании доктор Кохан и его команда объединили два нервно-блокирующих агента: тетродотоксин и капсаицин (химическое вещество, которое дает перцу чили силу). Они обнаружили, что два соединения усиливают действие друг друга, блокируя нервную проводимость в большей степени, чем при использовании двух препаратов по отдельности.
Удаление зубов от токсина
Несмотря на его более ранние работы, в нынешнем виде токсичность тетродотоксина ограничивает его использование у людей. «Урок, который мы усвоили, заключается в том, что с нашими предыдущими системами доставки лекарство может просачиваться слишком быстро, что приводит к системной токсичности», - говорит доктор Кохан.
Доктор Кохан, однако, настойчив. В своем последнем исследовании на модели животных он и его команда объединили тетродотоксин с полимерным скелетом.
Организм может только постепенно разрушить узы, которые удерживают хребет от препарата, медленно высвобождая токсин.
«В этой системе мы вводили внутривенно количество тетродотоксина, которого было бы достаточно, чтобы убить крысу несколько раз, если бы вводили в несвязанном состоянии, а животные, кажется, даже не заметили этого».
Ведущий автор доктор Дэниел Кохан, доктор философии.
Вместе со своими коллегами, доктором философии Чао Чжао и доктором философией Андун Лю, доктор Кохан испытал ряд полимеров для достижения максимально продолжительной нервной блокады с минимальным уровнем токсичности.
Как объясняет Чжао: «Мы можем изменять состав полимера, чтобы контролировать скорость высвобождения».
Мера химической безопасности
Чтобы еще больше повысить безопасность, ученые добавили третий символ в виде химического вещества, которое увеличивало проницаемость нервной ткани. Это позволило токсину легче проникать в нервы, и, следовательно, исследователи смогли снизить дозу тетродотоксина.
Как объясняет д-р Кохан: «С усилителем неэффективные концентрации лекарств становятся эффективными без увеличения системной токсичности. Каждый кусочек препарата, который вы кладете в упаковки, дает максимальную отдачу ».
С этой смесью полимера, токсина и усилителя проницаемости однократная инъекция около седалищного нерва крысы блокировала нерв на 3 дня. Важно отметить, что не было никаких явных признаков повреждения тканей или токсичности.
Это все еще первые дни, и, вероятно, пройдет еще много времени, прежде чем тетродотоксин возьмет верх над опиоидами, но колеса исследований вращаются. Доктор Кохан сказал MNT что некоторые группы испытывают тетродотоксин на людях.
Он пояснил, что «аналогичные соединения, такие как неосакситоксин, использовались у людей для инфильтрационной анестезии […], но все еще проходят клинические испытания». Когда мы спросили его об основных препятствиях, он ответил: «Как обычно: время, деньги, регулирующие процессы».
Поскольку в США в среднем от передозировки опиоидов ежедневно умирают в среднем 130 человек, исследователям-медикам необходимо довести до конца каждое расследование.
Доктор Кохан сказал MNT что у него запланировано «много» последующей работы, поэтому будущее этого необычайно мощного токсина выглядит безоблачным.
