Analytiske metoder hjælper med at udvikle modgift mod cyanid, sennepsgas

For at udvikle modgift mod kemiske midler, såsom cyanid og sennepsgas, forskere har brug for analysemetoder, der ikke kun sporer eksponeringsniveauet, men også hvordan stoffet modvirker kemikaliets virkninger. Det er her arbejdet i Erica Manandhar, postdoktoral forskningsassistent ved South Dakota State University, kommer ind.

Flere fødevare- og lægemiddeladministration-godkendte modgift er tilgængelige til cyanidforgiftning, men de har alvorlige begrænsninger, forklarede Manandhar, som afsluttede sit doktorgradsarbejde i Institut for Kemi og Biokemi i december 2017. Hun udviklede den første analysemetode til at evaluere en ny cyanidmodgift, dimethyltrisulfid (DMTS), og en metode til hurtigt at opdage et stof, der er forbundet med udsættelse for svovelsennep.

Hendes forskningsrådgiver, professor Brian Logue, har udviklet modforanstaltninger til at håndtere eksponering for cyanid og andre mulige kemiske våben i mere end et årti gennem støtte fra forsvarsministeriet og nationale institutter for sundhed. Logue udviklede en metode til at detektere cyanideksponering på 60 sekunder fra en blodprøve og arbejder på at få FDA -godkendelse til en bærbar enhed kaldet en cyanalyzer.

Manandhar sagde, "Jeg har altid været interesseret i videnskab for at løse problemer, der påvirker folks liv. Arbejde med Dr. Logue om cyanid og kemiske krigsførelsesmidler, Jeg kan hjælpe med at finde svar på spørgsmål af stor bekymring i den moderne verden. "

Test af ny cyanid modgift

"DMTS er ikke afhængig af andre kropsenzymer, så det kan fungere alene. Det kan let trænge ind i cellemembranen og blod-hjerne-barrieren, og det kan administreres intramuskulært-det er vigtigt, når du har at gøre med masseskader i marken , "Sagde Manandhar.

For at evaluere en modgift i dyremodeller, forskere skal forstå den hastighed, hvormed modgiftene kommer ind i kroppen, hvordan det neutraliserer cyanidet, og hvordan kroppen udskiller eller metaboliserer det. "Forskere skal vide, hvad stoffet gør i kroppen, "sagde Manandhar. Den analytiske metode, hun udviklede, bestemmer DMTS -niveauer i blod.

Forskere, der arbejder med DMTS som en cyanidmodgift, sender prøver fra deres dyreforsøg til Manandhar til analyse, mens de arbejder hen imod FDA -godkendelse. Deres samarbejdsarbejde finansieres gennem National Institutes of Health Countermeasures Against Chemical Threats (CounterACT) Program, som understøtter udviklingen af ​​nye terapier til forebyggelse og behandling af skader fra giftige kemikalier, som kan frigives ved en industriulykke eller som et terrorangreb.

Registrering af eksponering for sennepsgas

Næsten et århundrede efter svovelsennep, almindeligvis kendt som sennepsgas, blev først brugt som kemisk krigsførelse i første verdenskrig, der er stadig ingen modgift. Eksponering for sennepsgas, enten som en væske eller en gas, forårsager blærer i hud og slimhinder, ifølge Centers for Disease Control and Prevention. Ofre ved måske ikke, at de har været udsat i timer eller endda dage, og dampen kan transporteres af vinden.

"Den vigtigste måde, hvorpå sennepsgas dræber, er gennem åndedrætsskader, "Sagde Manandhar, påpeger svovl sennep blev brugt i 1980'erne under Iran-Irak krigen og, for nylig, i Syrien. "Forskere forsøger at forstå, hvordan denne toksicitet sker, hvad vi kan gøre for at afbøde det, og hvilke lægemidler der har potentiale til at gøre dette. "

Slutmålet er at udvikle modgift, men for at gøre det, forskere skal bestemme eksponeringsniveauet, så de ved, hvor effektiv behandlingen er, Logue forklaret. "Det er der, vi kommer ind."

Det er svært at bestemme den inhalerede dosis, fordi vejrtrækningshastighed og lungevolumen er forskellige, forklarede Manandhar, der screener prøver fra dyreforsøg udført ved University of Colorado-Denver. Forskningen understøttes også af NIH CounterACT.

"Vi leder efter biomarkører - hvad sennepsgas konverterer til - for at udvikle nøjagtige undersøgelser af toksicitet ved indånding, "Sagde Manandhar. For sin afhandlingsforskning, Manandhar udviklede en metode til påvisning af svovelsennepsoxid, en biomarkør for eksponering for svovelsennep, i plasma. "Det vises i kroppen med det samme efter eksponering, og Ericas analysemetode identificerer markøren på 15 minutter, "Logue forklaret.

"Planen er at bruge biomarkørerne til at lave en diagnostik for sennepsgas, "fortsatte han. Men Logue advarede, kun et lille antal undersøgelser er blevet udført. Mere arbejde vil være nødvendigt for at bekræfte, at de biomarkører, de har identificeret, vil korrelere med den faktiske inhalerede dosis. Selvom der stadig er meget at gøre, forskere gør fremskridt mod at udvikle en modgift mod et kemisk krigsførelsesmiddel, der har truet verdens befolkning i årtier.