Come una tossina letale potrebbe aiutare nella crisi degli oppioidi
Con la crisi degli oppioidi sotto i riflettori, gli scienziati sono alla ricerca di nuovi modi per affrontare il dolore. Un gruppo ha rivolto la sua attenzione a una tossina letale che si trova naturalmente in alcune creature marine. L'ultimo studio sui ratti fornisce risultati incoraggianti.
Gli oppioidi sono una gamma di farmaci che agiscono sui recettori oppioidi per alleviare rapidamente il dolore.
Sebbene siano efficaci e sicuri quando le persone li usano correttamente, creano una forte dipendenza.
Secondo i Centers for Disease Control and Prevention (CDC), negli Stati Uniti nel 2017, due terzi dei decessi per overdose di droga riguardavano un oppioide.
Nello stesso anno, 47.000 persone sono morte a causa di overdose da oppioidi e gli oppioidi da prescrizione hanno avuto un ruolo nel 36% di questi decessi.
Secondo il National Institute on Drug Abuse, nel 2017, 1,7 milioni di persone negli Stati Uniti avevano "disturbi da uso di sostanze correlati alla prescrizione di analgesici oppioidi".
Le statistiche di cui sopra sottolineano l'urgente necessità di un sostituto degli oppioidi che non crea dipendenza ma comunque efficace.
Il dottor Daniel Kohane, Ph.D., ha recentemente condotto uno studio di un gruppo di ricercatori del Boston Children’s Hospital del Massachusetts che ritengono di aver trovato la soluzione in una tossina letale derivata dall'oceano. Gli scienziati hanno pubblicato le loro scoperte più recenti sulla rivista Nature Communications.
Tetrodotossina sotto processo
Diverse creature marine, tra cui pesci palla e polpi dagli anelli blu, contengono tetrodotossina. Questa tossina blocca i canali del sodio, impedendo ai nervi di trasportare gli impulsi.
Dopo l'ingestione, può causare sintomi che includono mal di testa, vomito e una sensazione di formicolio alla lingua e alle labbra. Se una persona ne consuma abbastanza, può portare all'arresto respiratorio e alla morte.
La tetrodotossina è circa 1.200 volte più tossica del cianuro, il che, forse, la rende un candidato improbabile per il trattamento del dolore acuto.
Il dottor Kohane è da tempo interessato al potenziale terapeutico di questo composto tossico. Notizie mediche oggi recentemente gli ha chiesto perché la tetrodotossina lo interessasse e ha detto:
“La tetrodotossina e composti simili sono anestetici locali molto potenti. Inoltre, a differenza degli anestetici locali convenzionali, non causano convulsioni, aritmie cardiache e lesioni ai tessuti (nervi e muscoli) ".
Il dottor Kohane aveva già dimostrato in uno studio precedente che la tetrodotossina produce anestesia. Il problema, tuttavia, è la potente tossicità della sostanza chimica.
In piccole quantità, il sollievo dal dolore è significativo, ma in quantità maggiori è letale. Il dottor Kohane ha tentato di limitare la tossicità del composto mantenendo la sua potente analgesia.
Ad esempio, in uno studio precedente, il suo team ha confezionato la tetrodotossina all'interno di una membrana lipidica. Sulla superficie della membrana, hanno aggiunto molecole chiamate sonosensibilizzatori sensibili al suono.
Quindi, hanno impiantato le minuscole sacche sotto la pelle dei ratti. Successivamente, utilizzando gli ultrasuoni, hanno attivato il rilascio della tossina a piccole dosi, alleviando il dolore e riducendo al minimo la tossicità.
In un altro studio, il dottor Kohane e il suo team hanno combinato due agenti bloccanti i nervi: tetrodotossina e capsaicina (la sostanza chimica che dà ai peperoncini il loro pugno). Hanno scoperto che i due composti miglioravano gli effetti l'uno dell'altro, bloccando la conduzione nervosa più della somma dell'uso separato dei due farmaci.
Rimuovere i denti di una tossina
Nonostante il suo lavoro precedente, allo stato attuale, la tossicità della tetrodotossina ne limita l'uso negli esseri umani. "Una lezione che abbiamo imparato è che con i nostri precedenti sistemi di somministrazione, il farmaco può fuoriuscire troppo rapidamente, portando a tossicità sistemica", afferma il dott. Kohane.
Il dottor Kohane, tuttavia, è persistente. Nel suo studio più recente su un modello animale, lui e il suo team hanno fuso la tetrodotossina a una spina dorsale polimerica.
Il corpo può solo rompere i legami che tengono la spina dorsale al farmaco gradualmente, rilasciando lentamente la tossina.
"In questo sistema, abbiamo somministrato una quantità di tetrodotossina per via endovenosa che sarebbe stata sufficiente per uccidere un topo più volte se somministrata nello stato non legato, e gli animali non sembravano nemmeno accorgersene."
L'autore principale Dr. Daniel Kohane, Ph.D.
Con i suoi colleghi, Chao Zhao, Ph.D. e Andong Liu, Ph.D., il dottor Kohane ha testato una gamma di polimeri per ottenere il blocco nervoso più duraturo con livelli minimi di tossicità.
Come spiega Zhao, "Possiamo modulare la composizione del polimero per controllare la velocità di rilascio".
Misura di sicurezza chimica
Per migliorare ulteriormente la sicurezza, gli scienziati hanno aggiunto un terzo carattere sotto forma di una sostanza chimica che ha migliorato la permeabilità del tessuto nervoso. In questo modo, ha permesso alla tossina di entrare nei nervi più facilmente e, quindi, i ricercatori hanno potuto ridurre la dose di tetrodotossina.
Come spiega il dottor Kohane: “Con il potenziatore, le concentrazioni di farmaci che sono inefficaci diventano efficaci, senza aumentare la tossicità sistemica. Ogni po 'di droga che metti in confezione il più potente possibile. "
Con questa miscela di polimero, tossina e potenziatore della permeabilità, una singola iniezione vicino al nervo sciatico dei ratti ha bloccato il nervo per 3 giorni. È importante sottolineare che non c'erano segni apparenti di danni ai tessuti o tossicità.
Questi sono ancora i primi giorni, ed è probabile che passerà molto tempo prima che la tetrodotossina prenda il sopravvento sugli oppioidi, ma le ruote della ricerca stanno girando. Ha detto il dottor Kohane MNT che alcuni gruppi stanno sperimentando la tetrodotossina negli esseri umani.
Ha spiegato che "composti simili, come la neosaxitossina, sono stati utilizzati negli esseri umani per l'anestesia da infiltrazione [...] ma sono ancora in fase di sperimentazione clinica". Quando gli abbiamo chiesto quali fossero i principali ostacoli, ha risposto: "Il solito: tempo, denaro, processi normativi".
Poiché 130 persone, in media, muoiono ogni giorno per overdose da oppioidi negli Stati Uniti, i ricercatori medici devono seguire ogni linea di indagine fino alla sua conclusione.
Ha detto il dottor Kohane MNT che ha pianificato "molto" lavoro di follow-up, quindi il futuro sembra luminoso per questa tossina insolitamente potente.
