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Uma equipe de pesquisadores liderada pelo professor Hiroaki Kitagishi, da Universidade Doshisha, no Japão, desenvolveu um composto modelo heme sintético chamado “hemoCD-Twins”, que atua como um antídoto para o envenenamento por CO e HCN. Os pesquisadores detalham o desenvolvimento deste novo antídoto em um artigo de pesquisa recente publicado no Anais da Academia Nacional de Ciências. O composto se dissolve em dois modelos heme em solução salina, com o hemoCD-P capturando CO fortemente e o hemoCD-I eliminando CN- efetivamente.
Edifícios em todo o mundo estão sujeitos a incêndios em situações infelizes. Além das chamas, os materiais queimados geram gases altamente tóxicos de monóxido de carbono (CO) e cianeto de hidrogênio (HCN), que podem ser fatais se ingeridos. Uma vez inalados, esses gases ligam-se fortemente à hemoglobina, aos citocromos e aos compostos contendo ferro conhecidos como “hemes” e bloqueiam a respiração aeróbica normal. Acredita-se que uma vez que um indivíduo é exposto a essas toxinas potencialmente fatais, é impossível removê-las efetivamente do corpo. Na verdade, atualmente, não existe uma abordagem terapêutica disponível para superar o envenenamento simultâneo por CO e HCN. Isto representa um desafio significativo para salvar as vidas de pessoas expostas a gases tóxicos em incêndios em edifícios.
Em um avanço recente, uma equipe de pesquisadores liderada pelo professor Hiroaki Kitagishi, da Faculdade de Ciências e Engenharia da Universidade Doshisha, no Japão, desenvolveu um composto modelo heme sintético denominado “hemoCD-Twins”, que atua como um antídoto para CO e HCN. envenenamento. Prof. Kitagishi e seus colaboradores – Dr. Qiyue Mao da Universidade Doshisha, Dr. Xuansu Zhao do Building Research Institute, Japão, Dra. Akiko Kiriyama do Doshisha Women's College of Liberal Arts, Japão, e Dr. este novo antídoto em seu recente artigo de pesquisa publicado hoje (20 de fevereiro de 2023) no Anais da Academia Nacional de Ciências (PNAS). Em solução salina, o hemoCD Twins se dissolve em dois modelos heme, dos quais o hemoCD-P captura CO com muita força e o hemoCD-I efetivamente elimina CN–.
CO e HCN altamente tóxicos são liberados simultaneamente durante incêndios em edifícios. Um novo composto heme conhecido como “hemoCD-Twins”, que é uma mistura de compostos modelo heme, expele rapidamente CO e HCN do corpo, agindo como um poderoso antídoto. Crédito: Prof. Hiroaki Kitagishi
Qual foi a motivação por trás do desenvolvimento deste composto que salva vidas? O professor Kitagishi lembra: “Temos estudado compostos sintéticos modelo heme (hemoCDs) há mais de duas décadas. A série de hemoCDs, que compreende uma mistura de compostos orgânicos sintéticos – porfirinas e ciclodextrinas – tem sido nosso sistema modelo heme original que realiza as funções biológicas dos hemes usando materiais completamente sintéticos. Numa bela manhã, durante nossa pesquisa, embarquei na ideia de que os hemoCDs poderiam ser melhor usados como antídotos contra o envenenamento simultâneo por CO e HCN.”
A equipe também demonstrou que o hemoCD-Twins é um antídoto muito eficaz e rápido contra o envenenamento simultâneo por CO e HCN em modelos de camundongos. Eles descobriram que em camundongos esse composto resultou em uma taxa de sobrevivência de 85% e recuperação rápida. Além disso, este antídoto duplo exibiu toxicidade muito baixa e eliminação rápida por excreção urinária. Além disso, o hemoCD-Twins teve efeito antídoto imediato, alto grau de segurança e estabilidade de armazenamento.
Como esse antídoto afetará nossas vidas a longo prazo? O professor Kitagishi reflete: “Este antídoto limitará os danos causados pelo envenenamento por gás causado por incêndios repentinos e pode ser testado para o tratamento de vários sintomas causados pelo envenenamento por gás. Com a conclusão de vários ensaios clínicos e não clínicos, dentro de 5 a 10 anos, esperamos que os hemoCD-Twins possam ser incorporados em ambulâncias, hospitais de emergência e outras instalações. Desta forma, as gerações futuras não terão necessidade de temer o envenenamento repentino por gases de incêndio. Prosseguiremos com ensaios clínicos e não clínicos em cooperação com médicos, a fim de implementar este composto como agente terapêutico no mundo. Para tanto, gostaríamos de solicitar a cooperação da sociedade em geral.” Esperamos que vejamos a visão do Prof. Kitagishi de que o hemoCD-Twins seja usado como um antídoto poderoso ganhando vida!
Referência: “Uma porfirina sintética como um antídoto duplo eficaz contra o envenenamento por monóxido de carbono e cianeto” por Qiyue Mao, Xuansu Zhao, Akiko Kiriyama, Shigeru Negi, Yasutaka Fukuda, Hideki Yoshioka, Akira T. Kawaguchi, Roberto Motterlini, Roberta Foresti e Hiroaki Kitagishi , 21 de fevereiro de 2023, Anais da Academia Nacional de Ciências.
DOI: 10.1073/pnas.2209924120
Sobre o professor Hiroaki Kitagishi da Universidade Doshisha, Japão
Hiroaki Kitagishi é professor da Faculdade de Ciências e Engenharia do Departamento de Química Molecular e Bioquímica da Universidade Doshisha, Japão. Sua pesquisa se concentra em Porfirina, Ciclodextrina, Heme, CO, Química Supramolecular, Química Bioinorgânica, Ciências da Vida e Biomateriais. Antes de seu extenso período de pesquisa na Universidade Doshisha, ele foi pós-doutorado na Universidade de Osaka na Escola de Pós-Graduação da Divisão de Engenharia de Química Aplicada. Ele obteve seu bacharelado, mestrado e doutorado. da Universidade Doshisha, Instituto de Ciência e Tecnologia de Nara, Escola de Pós-Graduação em Ciência de Materiais, Departamento de Ciência de Materiais e Universidade Doshisha, respectivamente. Ele é autor de mais de 80 publicações e tem mais de 1.500 citações em seu crédito.
Informações de financiamento
Este trabalho foi apoiado financeiramente por MEXT/JSPS KAKENHI (Grant No. JP20H02871 e JP21K20543), Programa de Pesquisa Translacional da Agência Japonesa para Pesquisa e Desenvolvimento Médico (22ym0126814j0001), Uehara Memorial Foundation e Takahashi Industrial and Economic Research Foundation.