Süßstoff ermöglicht Kohlenmonoxid-Abgabe zum Schutz vor Organschäden

Schutz der Organe durch Kohlenmonoxid?

Es scheint möglich, Süßstoffe als Träger für Kohlenmonoxid zu verwenden, um bei Menschen Verletzungen der Organe zu verhindern. Dies könnte beispielsweise dazu genutzt werden, um akute Nierenverletzungen und Organschäden bei Transplantationen zu vermeiden.

Schutz vor akuten Nierenverletzungen

Obwohl Kohlenmonoxid in großen Dosen giftig ist, kann es Menschen auch vor Organverletzungen schützen. Eine neue Studie unter Beteiligung von Fachleute der Georgia State University zeigt nun, dass die orale Anwendung von Süßstoff als Träger einer sogenannten Prodrug (inaktive Verbindung, welche im Körper einen chemischen Prozess durchlaufen muss, bevor der aktive pharmakologische Wirkstoff freigesetzt wird), welche Kohlenmonoxid (CO) freisetzt, zum Beispiel gegen akute Nierenschäden eingesetzt werden könnte. Die Ergebnisse der Untersuchung wurden in dem englischsprachigen Fachblatt „Chemical Science“ veröffentlicht.

Kohlenmonoxid kann Entzündungen reduzieren

Durch das Kohlenmonoxid können tatsächlich Entzündungen reduziert und Zellen vor Verletzungen geschützt werden. Es gab bereits in der Vergangenheit Untersuchungen, bei denen eine schützende Wirkung von Kohlenmonoxid für verschiedene Organe und gegen Verletzungen in den Nieren, der Lunge, dem Magen-Darm-Trakt und der Leber, nachgewiesen wurden, berichtet das Team.

Rolle von Saccharin und Acesulfam?

In den letzten fünf Jahren arbeiteten die Forschenden vorrangig daran, eine sichere Möglichkeit zu finden, um Kohlenmonoxid über Prodrugs an menschliche Personen zu verabreichen. So entstanden Prodrugs, welche eine orale Verabreichung von Kohlenmonoxid ermöglichen, indem sie zwei gängige künstliche Süßstoffe (Saccharin und Acesulfam) als Trägermoleküle verwenden. Diese Moleküle wurden so entworfen, dass sie Kohlenmonoxid im Prozess der Zersetzung freisetzen – ausgelöst durch den Kontakt mit Wasser.

Giftiges Gas als Therapeutikum

„Es ist schwierig, ein Gas, geschweige denn ein giftiges Gas, als Therapeutikum an Patienten zu verabreichen, und diese Arbeit stellt einen entscheidenden Schritt bei der Entwicklung alternativer Verabreichungsformen dar. Wir wollten mit einem Träger arbeiten, der ein sehr gut charakterisiertes Sicherheitsprofil hat, was ein höheres Maß an Gewissheit gibt, dass er sicher in einer Pille für den menschlichen Verzehr verwendet werden kann“, betont Studienautor Binghe Wang von der Georgia State University in einer Pressemitteilung.

Wirksamkeit von CO-306 gegen Nierenschäden

Die Fachleute untersuchten CO-306 auf seine pharmakologische Wirksamkeit gegen akute Nierenschäden bei Mäusen. Das Team verabreichte den Tieren CO-306 mit Saccharin als Trägermolekül. So wurde festgestellt, dass CO-306 Biomarker reduzierte, welche mit einer Nierenschädigung assoziiert sind. Dies deute darauf hin, dass es Basis für die Entwicklung einer effektiven Therapie sein könnte.

In dem Mausmodell wurden Mechanismen der Nierengewebeschädigung nachgeahmt, welche bei Personen mit schweren Muskelschäden, Sichelzellenanämie, einer häufigen Art von Malaria, kardiopulmonalen Bypass-Operationen und schwerer Sepsis auftreten, erklärt das Team. Nun seien weitere umfangreiche Tiermodellstudien und Sicherheitsbewertungen zu CO-306 geplant, bevor schließlich klinische Studien am Menschen starten können. Die Forschenden planen CO-306 auch auf seine Wirksamkeit bei anderen Arten von Organverletzungen zu untersuchen.

Organschäden nach Transplantation vermeiden

Nach der Ansicht von Professor Wang seien CO-basierte Therapien besonders vielversprechend, um die Wahrscheinlichkeit von Organschäden bei Transplantationen zu reduzieren und die Ergebnisse für Menschen zu verbessern, welche eine Transplantation benötigen.

„Die Wissenschaft zeigt, dass die Exposition von Organen gegenüber CO-Gas helfen kann, Organe zu erhalten und zu verhindern, dass sie während des Transplantationsprozesses Schaden nehmen. Jetzt müssen wir zeigen, dass diese Prodrugs einen ähnlichen Effekt haben können“, fügt der Experte hinzu. (as)