Itt a szén-monoxid-mérgezés első hatékony ellenszere

A szén-monoxid-mérgezés gyakran halállal vagy maradandó károsodással végződik, mert a hosszan tartó belégzés hatásai már visszafordíthatatlanok. Vagy legalábbis azok voltak eddig: a most felfedezett ellenméreg úgy tisztítja meg a vért a mérgező gáztól, ahogy eddig semmi.

Sok áldozatot szed a csendes gyilkos

A csendes gyilkosként is aposztrofált szén-monoxid világszerte a mérgezéses halálesetek vezető okai között szerepel. Csak az Egyesült Államokban évente több mint 50 ezren szorulnak szén-monoxid-mérgezés miatt sürgősségi ellátásra;

Magyarországon évente nagyjából 200 esetet regisztrálnak,

elsősorban a fűtési szezonban, és ebből legalább tucatnyi végződik halállal.

Főleg a fűtési szezonban szaporodik meg a szén-monoxid-mérgezéses esetek száma Forrás: MTI/Balázs Attila

A színtelen, szagtalan gáz rendkívül hatékonyan szorítja le a vér oxigénszállító fehérjéjéről, a hemoglobinról a hozzákötődő oxigént, és ha egyszer elfoglalta a hemoglobin oxigénnek szánt kötőhelyét, szinte lehetetlen onnan eltávolítani. Még ha az áldozat élve megússza is a szén-monoxid-mérgezés nyomán fellépő oxigénhiányos állapotot,

az arra legérzékenyebb agy akkor is maradandó, olykor csak hónapok, évek alatt helyreálló károsodást szenvedhet.

Ígéretes fehérje a szén-monoxid ellen

Ezért aztán különösen nagy érdeklődést keltett a Pittsburgh-i Egyetem kutatóorvosainak a Science Translational Medicine című folyóiratban megjelentetett közleménye, melyben a szerzők egy lehetséges szén-monoxid-ellenméreg kifejlesztéséről számolnak be.

A fűtési módok közül a fafűtés jelenti potenciálisan a legnagyobb rizikófaktort a szén-monoxid-mérgezés kialakulásában Forrás: MTI/Németh György

Az általuk egereken már sikerrel tesztelt fehérje egyelőre az egyetlen olyan, orvosi gyakorlatban alkalmazhatónak tűnő molekula, amely képes kiszabadítani a hemoglobint a szén-monoxid halálos öleléséből.

Hiába ez a leggyakoribb mérgezés a világon, még mindig nincs a kezünkben hatékony ellenszer a szén-monoxiddal szemben"

– szögezte le Mark T. Gladwin, a pittsburgh-i orvosi kar dékánja, aki egyben a Pittsburgh-i Szív-, Tüdő-, Vér- és Érgyógyászati Intézet igazgatója.

A kísérleti egereken végzett eddigi vizsgálatok rendkívül ígéretesek Forrás: AFP

„Az általunk kifejlesztett fehérje rendkívül hatékonyan képes kivonni a szén-monoxidot a vérből, így lényeges előrelépést hozhat a gáz okozta mérgezéses esetek kezelésében."

A jelenlegi módszerek nem kellően hatékonyak

A jelenleg alkalmazott elsősegély-ellátás arra koncentrál, hogy a hemoglobinhoz „hozzáláncolódott" szén-monoxidot a lehető leggyorsabban oxigénre cserélje. Ennek érdekében 100 százalékos oxigént lélegeztetnek be a beteggel (a légköri levegő oxigéntartalma csupán 21 százalék), vagy ún. hiperbárikus kamrában, a normális légkörinél magasabb nyomáson adagolják az oxigént.

Ám e módszerek csak mérsékelten hatékonyak, ráadásul időbe telik, míg az áldozatot eljuttatják a legközelebbi hiperbárikus kamráig,

és sokuk állapota a mérgezés észlelésekor már olyan súlyos, hogy nem élnék túl a szállítást.

Hiperbarkamra. Jelenleg az egyik legelterjedtebb terápia a százszázalékos oxigén belélegeztetése Forrás: Multiplace Chamber

Gladwin és munkatársai a neuroglobin nevű, a hemoglobinhoz hasonló, ám a vér helyett az agyban található molekulát tanulmányozva arra lettek figyelmesek, hogy a neuroglobin szokatlanul erős kötést létesít a szén-monoxiddal. A fehérje működésével kapcsolatos korábbi ismeretek alapján

létrehozták a neuroglobin H64Q-nak nevezett mutáns változatát,

amely még a természetes molekulánál is erősebben kapcsolódik a szén-monoxidhoz.

Az emberi hemoglobin szerkezetének vázlata. A fehérjerészek piros és kék színűek, a vastartalmú hem csoportokat a zöld szín jelzi Forrás: Wikimedia Commons

Ami a lényeg: a módosított neuroglobin 500-szor erősebben köti meg a szén-monoxidot, mint a hemoglobin, így képes a gázmolekulát „átcsábítani", és ezzel újból felszabadítani a hemoglobin gázkötő helyét az oxigén számára.

A mutáns fehérje kiüti a szén-monoxidot

„Ahogy bejuttatjuk a keringésbe, a neuroglobin H64Q azonnal megköti a szabad szén-monoxidot, ezzel meredek koncentrációgrádienst hoz létre a vörösvértestek belsejéből – ahol a szén-monoxid foglalja el a hemoglobin kötőhelyeit – a vérplazma felé, ahol a gáz koncentrációja immár zérus, mert az összes szén-monoxidot összekapkodta az ellenméreg – magyarázza Gladwin. – Ez a koncentrációkülönbség a szén-monoxid gyors diffúzióját indítja meg a vörösvértestek belsejéből a plazmába, ahol az ellenméreg visszafordíthatatlanul csapdába ejti a gáz minden egyes molekuláját."

A szén-monoxid-molekulában egy szénatom kötődik kovalensen egy oxigénmolekulához. A szén-monoxid szobahőmérsékleten gáz halmazállapotú Forrás: Wikimedia Commons

Tisztított vörösvértest-készítményt szén-monoxiddal telítve, majd neuroglobin (Ngb) H64Q-val kezelve azt találták,

hogy a Ngb H64Q a tiszta levegőnél 1200-szor gyorsabban szorítja le a hemoglobinról a hozzákötött szén-monoxidot.

A szerkesztett fehérjét ezután nem halálos szén-monoxid-dózisnak kitett egereken tesztelték, és az Ngb H64Q ebben a modellben is lényegesen hatékonyabban távolította el a hemoglobinhoz kötött szén-monoxidot, mint a 100 százalékos oxigénnel való kezelés.

23 másodperc alatt kitessékeli a gyilkos gázt

A szén-monoxid-mérgezésen átesett emberekben a gáz féléletideje – a vérbe került gáz felének eltávolításához szükséges idő – normálisan 320 perc, de még 100 százalékos oxigén belélegzése esetén is 74 perc.

Az új ellenméreg alkalmazásával a szén-monoxid vérben eltöltött féléletideje nem több, mint 23 másodpercre csökkenthető.

A halálos szén-monoxid-mérgezést modellező egérkísérletben az Ngb H64Q-val kezelt 8 egér közül 7 túlélte a kísérletet, ami 87.5 százalékos túlélési aránynak felel meg.

A szén-monoxid-mérgezés folyamatábrája Forrás: MTI

Ezzel szemben a kontrollcsoportok egereinek túlélési aránya nem haladta meg a 10 százalékot. Az Ngb H64Q emellett a vérnyomást is helyreállította, és javította a szövetek oxigénellátását, ami bizonyítékot szolgáltat arra, hogy a szén-monoxidot a hemoglobinról eltávolítva az Ngb H64Q lehetőséget nyújt az oxigénnek a szállítófehérje „visszafoglalására".

Eredményesek az egereken végzett eddigi kísérletek

A szén-monoxiddal komplexet képező Ngb H64Q röviddel a kezelés után megjelent az egerek vizeletében, ami arra utal, hogy

a rágcsálók hatékonyan kiválasztották szervezetükből az ellenmérget

anélkül, hogy az bármilyen toxikus hatást keltett volna.

Az ígéretes új felfedezés eredményeként, ha a humán klinikai tesztek is sikeresnek bizonyulnak, jelentősen lecsökkenhet a "csendes gyilkos" áldozatainak száma Forrás: MTI/Mihádák Zoltán

„Ha a hatóságok jóváhagyják a használatát, ezt az ellenmérget rögtön a helyszínen be lehet majd adni az áldozatoknak, ezzel megkímélve őket a jelenlegi kezelések időtartamából eredő kockázatoktól – hangsúlyozta Gladwin. – Persze kiterjedt biztonságossági és hatékonysági vizsgálatok várnak még ránk, mielőtt a szert forgalomba bocsáthatnánk, de első eredményeinket rendkívül biztatónak tartjuk." A kutatók abban bíznak, hogy az ellenmérget néhány év alatt el tudják juttatni a klinikai kipróbálásig.