Ученые из Питтсбургского университета разработали революционную методику спасения организма при отравлении угарным газом. Разработанный ими белок-мутант связывается с СО в 500 раз активнее, чем естественный гемоглобин, а потому даже летальные дозы угарного газа могут быть нейтрализованы в кратчайшие сроки.
Панацея от отравления угарным газом: революционное открытие

26 января Ли Ван и Квинзи Сю, два ученых-биотехнолога из Питтсбургского университета в Пенсильвании, поместили мышь под наркозом в герметичный блок, после чего подключили его к мониторам. Внутрь блока подавался 3% угарный газ — этой концентрации достаточно, чтобы убить среднестатистического человека за 4,5 минут. Как и ожидалось, кровяное давление мыши резко упало, и частота сердечных сокращений стала нерегулярной. После этого ученые имплантировали в тело мыши молекулярную смесь, разработанную ими в лаборатории, через внутривенную трубку. Спустя несколько мгновений, давление и ЧСС животного пришли в норму: оно полностью выздоровело.

СО — Безвкусный газ без цвета и запаха, выделяемый всем, от двигателей автомобилей до труб промышленных комплексов, отравление которым ежегодно приводит к госпитализации десятков тысяч людей, при этом около 10% подобных случаев оканчивается летальным исходом. СО ядовит по двум причинам. Во‑первых, он прочно связывается с гемоглобином в крови и тем самым мешает тому доставлять кислород клеткам организма. Во‑вторых, он тормозит процесс дыхания, влияя на митохондрии. До сих пор лучшим лекарством от отравления углекислым газом являлся метод, разработанный еще 50 лет назад: подача в легкие кислорода под высоким давлением.

«Ученые многократно пытались использовать различные биохимические приемы, чтобы отделить СО от гемоглобина, но они так и не сработали. Именно поэтому мир до сих пор пользуется старой, весьма примитивной технологией», говорит Ланс Беккер, врач из Манхассета, Нью-Йорк.

Новая методика описана в журнале Science Translational Medicine. Все дело в нейроглобине, белке, который обычно встречается в головном мозге и сетчатке. Он защищает клетки от разрушения путем связывания кислорода и оксида азота, и ученым удалось «перепрофилировать» его на связывание СО. Исследовательская группа Питсбурга, под руководством лечащего врача Марка Гладуина, в ходе своей работы заметила, что выделенные из тканей молекулы нейроглобина почти всегда несли в себе СО, продукт натурального распада гемоглобина. В 2012 году это натолкнуло ученых на очень важную мысль: а нельзя ли использовать белок в качестве противоядия от отравления угарным газом?

Для испытания с участием мыши, группа создала молекулу-мутанта, и такой нейроглобин оказался способным связывать СО в 500 (!) раз эффективнее, чем гемоглобин. После связывания молекулы выводятся из организма через почки. Во время испытаний с летальными дозами СО, молекулярная смесь спасла жизнь 87% мышей. По словам самих ученых, молекула настолько активна, что даже может оторвать СО от гемоглобина и присоединить к себе.

Не стоит забывать о том, что отравление угарным газом активирует ряд иммунологических реакций, которые вызывают повреждения нервной и сердечно-сосудистой систем. Простого удаления молекул СО из организма зачастую бывает недостаточно, но если ввести сыворотку достаточно быстро — она буквально может вернуть пациента с того света. Сейчас Гладуин и коллеги намерены заняться углубленным изучением эффективности и степени опасности применения нейроглобина, тестируя его на крысах, крупных млекопитающих и, наконец, на людях. Одной из главной задачей станет создание технологии производства белка-мутанта в количествах, достаточных для повсеместного использования. Если ученые преуспеют, можно смело говорить о том, что мир ожидает настоящая медицинская революция.