นักวิทยาศาสตร์พัฒนาโปรตีนที่ทำหน้าที่เหมือน "ฟองน้ำ" เพื่อกำจัดคาร์บอนมอนอกไซด์จากเลือดภายในไม่กี่นาที

นักวิจัยจาก University of Maryland School of Medicine ได้พัฒนาสิ่งที่อาจเป็นยาแก้พิษแท้จริงชิ้นแรกสำหรับการเป็นพิษจากคาร์บอนมอนอกไซด์ ความก้าวหน้านี้เกิดขึ้นในช่วงเวลาที่สำคัญ เนื่องจากคาร์บอนมอนอกไซด์ฆ่าคนประมาณ 1,500 คนต่อปีในสหรัฐอเมริกา และส่งอีก 50,000 คนไปยังห้องฉุกเฉิน

การรักษาใหม่ที่เรียกว่า RcoM-HBD-CCC ทำงานเหมือนฟองน้ำในระดับโมเลกุลที่ดูดซับคาร์บอนมอนอกไซด์จากกระแสเลือด ต่างจากการรักษาปัจจุบันที่พึ่งพาการบำบัดด้วยออกซิเจนเพียงอย่างเดียว โปรตีนที่ถูกออกแบบนี้สามารถขจัดคาร์บอนมอนอกไซด์ครึ่งหนึ่งจากเลือดได้ในเวลาไม่ถึงหนึ่งนาที ซึ่งเป็นการปรับปรุงอย่างมากเมื่อเทียบกับระยะเวลากว่าหนึ่งชั่วโมงของการรักษาที่มีอยู่

สстатิสติกการเป็นพิษจากคาร์บอนมอนอกไซด์:

• จำนวนผู้ป่วยที่เข้ารับการรักษาในห้องฉุกเฉินต่อปีใน US : 50,000 ราย
• จำนวนผู้เสียชีวิตต่อปีใน US : ~1,500 ราย
• ผู้รอดชีวิตที่มีความเสียหายระยะยาว: เกือบ 50%
• ความสามารถในการจับตัวของคาร์บอนมอนอกไซด์เทียบกับออกซิเจน: แรงกว่า 200-400 เท่า

วิทยาศาสตร์เบื้องหลังฟองน้ำโมเลกุล

ทีมวิจัยเริ่มต้นด้วยโปรตีนธรรมชาติที่พบในแบคทีเรียซึ่งสามารถตรวจจับคาร์บอนมอนอกไซด์ในปริมาณเล็กน้อยได้ จากนั้นพวกเขาได้ออกแบบโปรตีนนี้ให้มีความเลือกสรรสูง โดยจับเฉพาะโมเลกุลคาร์บอนมอนอกไซด์เท่านั้น ขณะที่ปล่อยให้ออกซิเจนและสารสำคัญอื่นๆ อยู่เหมือนเดิม เมื่อฉีดเข้าสู่กระแสเลือด โปรตีนจะจับกับคาร์บอนมอนอกไซด์ด้วยความแรงที่มากกว่าฮีโมโกลบินอีก ซึ่งช่วยดึงแก๊สพิษออกจากเซลล์เม็ดเลือดแดงได้อย่างมีประสิทธิภาพ

แนวทางนี้แก้ไขปัญหาพื้นฐานของการเป็นพิษจากคาร์บอนมอนอกไซด์ แก๊สพิษจับกับฮีโมโกลบินแน่นกว่าออกซิเจน 200 ถึง 400 เท่า ซึ่งเป็นการจี้ระบบส่งออกซิเจนของร่างกายไปโดยพฤตินัย การสร้างเป้าหมายที่น่าสนใจกว่าสำหรับคาร์บอนมอนอกไซด์ การรักษาใหม่นี้จึงสามารถย้อนกลับกระบวนการจี้นี้ได้

การอภิปรายในชุมชนเกี่ยวกับการรักษาทางเลือก

การประกาศนี้ได้จุดประกายการอภิปรายที่น่าสนใจเกี่ยวกับการรักษาที่มีอยู่ สมาชิกชุมชนบางคนได้ชี้ไปที่ methylene blue ซึ่งเป็นสารประกอบที่มีมาเป็นเวลากว่าศตวรรษ ว่าเป็นตัวเลือกการรักษาที่มีศักยภาพอีกทางหนึ่ง อย่างไรก็ตาม ผู้เชี่ยวชาญทางการแพทย์ระบุว่า แม้ methylene blue จะแสดงความหวังในการศึกษาสัตว์ทดลอง แต่ยังขาดหลักฐานทางคลินิกในมนุษย์ที่แข็งแกร่งเพียงพอสำหรับการนำไปใช้อย่างแพร่หลาย

Methylene blue ทำงานได้ดีมาก ราคาถูกมาก และมีมาเป็นเวลากว่าศตวรรษแล้ว

การอภิปรายนี้เน้นย้ำถึงความท้าทายที่กว้างขึ้นในการแพทย์ฉุกเฉิน คือการสร้างสมดุลระหว่างการรักษาที่พิสูจน์แล้วกับทางเลือกที่มีแนวโน้มดี แนวทางปฏิบัติปัจจุบันยังคงพึ่งพาการบำบัดด้วยออกซิเจนเป็นการรักษามาตรฐาน แม้จะมีข้อจำกัด

ข้อได้เปรียบด้านความปลอดภัยเหนือความพยายามครั้งก่อน

หนึ่งในแง่มุมที่มีแนวโน้มดีที่สุดของการรักษาด้วยโปรตีนใหม่คือโปรไฟล์ความปลอดภัย ความพยายามครั้งก่อนในการสร้างตัวกำจัดคาร์บอนมอนอกไซด์มักทำให้ความดันโลหิตพุ่งสูงอย่างอันตรายโดยการรบกวนไนตริกออกไซด์ ซึ่งเป็นโมเลกุลที่ช่วยควบคุมการทำงานของหลอดเลือด โปรตีนที่ออกแบบใหม่นี้ดูเหมือนจะหลีกเลี่ยงปัญหานี้ได้ โดยแสดงผลกระทบต่อความดันโลหิตเพียงเล็กน้อยในการทดสอบสัตว์

ข้อได้เปรียบด้านความปลอดภัยนี้อาจมีความสำคัญสำหรับการประยุกต์ใช้ในโลกแห่งความเป็นจริง ผู้ตอบสนองฉุกเฉินต้องการการรักษาที่พวกเขาสามารถให้ได้อย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับการทำให้เกิดภาวะแทรกซ้อนเพิ่มเติม โปรตีนยังถูกกำจัดออกจากร่างกายผ่านปัสสาวะอย่างปลอดภัย ลดความกังวลเกี่ยวกับการสะสมในร่างกายในระยะยาว

การเปรียบเทียบความเร็วในการรักษา:

• การบำบัดด้วย RcoM-HBD-CCC : กำจัดคาร์บอนมอนอกไซด์ได้ครึ่งหนึ่งในเวลาน้อยกว่า 1 นาที
• การบำบัดด้วยออกซิเจนบริสุทธิ์: กำจัดคาร์บอนมอนอกไซด์ได้ครึ่งหนึ่งในเวลามากกว่า 1 ชั่วโมง
• ไม่มีการรักษา: กำจัดคาร์บอนมอนอกไซด์ได้ครึ่งหนึ่งในเวลา 5 ชั่วโมง

มองไปสู่การประยุกต์ใช้ทางคลินิก

ทีมวิจัยมองเห็นการรักษานี้ไม่เพียงแต่ใช้ในโรงพยาบาล แต่อาจใช้โดยผู้ตอบสนองเหตุฉุกเฉินในพื้นที่ได้ เนื่องจากผู้รอดชีวิตจากการเป็นพิษคาร์บอนมอนอกไซด์เกือบครึ่งหนึ่งประสบความเสียหายของหัวใจและสมองในระยะยาว แม้จะได้รับการรักษาปัจจุบัน การมียาแก้พิษที่ทำงานเร็วกว่าจึงสามารถปรับปรุงผลลัพธ์ได้อย่างมีนัยสำคัญ

เทคโนโลยีนี้อาจมีการประยุกต์ใช้นอกเหนือจากการเป็นพิษคาร์บอนมอนอกไซด์ อาจใช้เป็นทดแทนเลือดสำหรับภาวะโลหิตจางรุนแรง หรือช่วยรักษาอวัยวะสำหรับการปลูกถ่าย อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อกำหนดช่วงปริมาณที่ปลอดภัยและยืนยันประสิทธิภาพในผู้ป่วยมนุษย์

การพัฒนานี้แสดงถึงก้าวสำคัญในการรักษาการเป็นพิษที่พบได้ทั่วไปแต่ร้ายแรง โดยให้ความหวังสำหรับการฟื้นตัวที่เร็วขึ้นและภาวะแทรกซ้อนระยะยาวที่น้อยลงสำหรับผู้รอดชีวิต

อ้างอิง: New Protein Therapy Shows Promise as First-Ever Antidote for Carbon Monoxide Poisoning