Ny gel nedbryder alkohol i kroppen

Det meste alkohol kommer ind i blodbanen via slimhindelaget i maven og tarmene. I disse dage er konsekvenserne af dette ubestridte:Selv små mængder alkohol forringer folks evne til at koncentrere sig og reagere, hvilket øger risikoen for ulykker.

At drikke store mængder regelmæssigt er skadeligt for ens helbred:almindelige konsekvenser omfatter leversygdomme, betændelse i mave-tarmkanalen og kræft. Ifølge Verdenssundhedsorganisationen dør omkring 3 millioner mennesker hvert år af overdrevent alkoholforbrug.

Forskere ved ETH Zürich har nu udviklet en proteingel, der nedbryder alkohol i mave-tarmkanalen. I en undersøgelse for nylig offentliggjort i tidsskriftet Nature Nanotechnology , viser de, at hos mus omdanner gelen alkohol hurtigt, effektivt og direkte til harmløs eddikesyre, før den kommer ind i blodbanen, hvor den normalt ville udvikle sine berusende og skadelige virkninger.

Reduktion af sundhedsskader forårsaget af alkohol

"Gelen flytter nedbrydningen af ​​alkohol fra leveren til fordøjelseskanalen. I modsætning til når alkohol metaboliseres i leveren, produceres der ikke skadeligt acetaldehyd som mellemprodukt," forklarer professor Raffaele Mezzenga fra Laboratory of Food &Soft Materials. hos ETH Zürich. Acetaldehyd er giftigt og er ansvarlig for mange sundhedsproblemer forårsaget af overdreven alkoholforbrug.

I fremtiden kan gelen tages oralt før eller under alkoholindtagelse for at forhindre, at alkoholniveauet i blodet stiger, og at acetaldehyd skader kroppen. I modsætning til mange produkter, der er tilgængelige på markedet, bekæmper gelen ikke kun symptomerne på skadeligt alkoholforbrug, men også dens årsager.

Alligevel er gelen kun effektiv, så længe der stadig er alkohol i mave-tarmkanalen. Det betyder, at den kan gøre meget lidt for at hjælpe med alkoholforgiftning, når først alkoholen er kommet ind i blodbanen. Det er heller ikke med til at mindske alkoholforbruget generelt.

"Det er sundere slet ikke at drikke alkohol. Men gelen kunne være af særlig interesse for folk, der ikke ønsker at opgive alkohol helt, men ikke ønsker at belaste deres krop og ikke aktivt søger. virkningerne af alkohol," siger Mezzenga.

Hovedingredienser:Valle, jern og guld

Forskerne brugte almindelige valleproteiner til at fremstille gelen. De kogte dem i flere timer for at danne lange, tynde fibriller. Tilsætning af salt og vand som opløsningsmiddel får fibrillerne til at tværbinde og danne en gel. Fordelen ved en gel frem for andre leveringssystemer er, at den fordøjes meget langsomt. Men for at nedbryde alkoholen har gelen brug for flere katalysatorer.

Forskerne brugte individuelle jernatomer som hovedkatalysator, som de fordelte jævnt over overfladen af ​​de lange proteinfibriller. "Vi nedsænkede fibrillerne så at sige i et jernbad, så de kan reagere effektivt med alkoholen og omdanne den til eddikesyre," siger ETH-forsker Jiaqi Su, undersøgelsens første forfatter.

Små mængder hydrogenperoxid er nødvendige for at udløse denne reaktion i tarmen. Disse genereres af en opstrømsreaktion mellem glucose og guldnanopartikler. Guld blev valgt som katalysator for brintoverilte, fordi ædelmetallet ikke fordøjes og derfor forbliver effektivt længere i fordøjelseskanalen. Forskerne pakkede alle disse stoffer – jern, glukose og guld – ind i gelen. Dette resulterede i en flertrins kaskade af enzymatiske reaktioner, der i sidste ende omdanner alkohol til eddikesyre.

Gel virker i mus

Forskerne testede effektiviteten af ​​den nye gel på mus, der kun fik alkohol én gang, såvel som på mus, der fik alkohol regelmæssigt i ti dage.

Tredive minutter efter den enkelte dosis alkohol reducerede den profylaktiske påføring af gelen alkoholniveauet i musene med 40 %. Fem timer efter alkoholindtagelse var deres promille faldet med hele 56 % sammenlignet med kontrolgruppen. Skadelig acetaldehyd akkumulerede mindre i disse mus, og de udviste stærkt reducerede stressreaktioner i deres lever, hvilket afspejlede sig i bedre blodværdier.

Hos de mus, der fik alkohol i ti dage, kunne forskerne påvise ikke kun et lavere alkoholniveau, men også en varig terapeutisk effekt af gelen:de mus, der fik gelen dagligt ud over alkohol, viste et væsentligt mindre vægttab. , mindre leverskader og dermed bedre fedtstofskifte i leveren samt bedre blodværdier.

Andre organer i musene, såsom milten eller tarmen, såvel som deres væv viste også meget mindre skade forårsaget af alkohol.

Patentansøgning

I en tidligere undersøgelse af administration af jern gennem valleproteinfibriller havde forskerne opdaget, at jern reagerer med alkohol og danner eddikesyre. Da denne proces var for langsom og for ineffektiv på det tidspunkt, ændrede de den form, hvorpå de fastgjorde jernet til proteinfibrillerne.

"I stedet for at bruge større nanopartikler valgte vi individuelle jernatomer, som kan fordeles mere jævnt på overfladen af ​​fibrillerne og derfor reagerer mere effektivt og hurtigere med alkoholen," siger Mezzenga.

Forskerne har allerede søgt om patent på gelen. Selvom der stadig kræves flere kliniske tests, før det kan godkendes til human brug, er forskerne overbeviste om, at dette trin også vil lykkes, da de allerede har vist, at valleproteinfibrillerne, der udgør gelen, er spiselige.

Flere oplysninger: Jiaqi Su, Single-site jernforankrede amyloidhydrogeler som katalytiske platforme til alkoholafgiftning, Nature Nanotechnology (2024). DOI:10.1038/s41565-024-01657-7. www.nature.com/articles/s41565-024-01657-7

Journaloplysninger: Naturenanoteknologi

Leveret af ETH Zürich