Spuma de monoxid de carbon, un nou aliat împotriva inflamației?

Monoxidul de carbon este cel mai cunoscut drept un gaz potențial mortal. Cu toate acestea, în doze mici are și calități benefice: s-a demonstrat că reduce inflamația și poate ajuta la stimularea regenerării țesuturilor. Cum a fost realizată spuma de monoxid de carbon?

O echipă de cercetători condusă de MIT, Brigham and Women’s Hospital, Universitatea din Iowa și Beth Israel Deaconess Medical Center, toate din SUA, a conceput o nouă modalitate de a furniza monoxid de carbon în organism, ocolind efectele sale potențial periculoase.

• Galileo Galilei, omul care a schimbat cursul istoriei. „Și totuși, se mișcă!”
• Sonda europeană Mars Express a observat „păianjeni” pe planeta Marte

Inspirați de tehnicile folosite în gastronomia moleculară, oamenii de știință au reușit să realizeze spuma de monoxid de carbon stabilă, care pot fi livrată în tractul digestiv.

Pentru ce a fost creată spuma de monoxid de carbon?

Într-un studiu pe șoareci, cercetătorii au arătat că aceste spume au redus inflamația colonului și au ajutat la inversarea insuficienței hepatice acute cauzate de supradozajul cu acetaminofen. Noua tehnică, descrisă într-o lucrare din Science Translational Medicine, ar putea fi folosită și pentru a administra alte gaze terapeutice, spun cercetătorii.

„Abilitatea de a administra un gaz deschide noi oportunități pentru modul în care gândim terapiile. În general, nu ne gândim la un gaz ca la un medicament pe care l-am administra pe cale orală (sau care ar putea fi administrat rectal), așa că acesta oferă o nouă modalitate interesantă de a gândi cum putem ajuta pacienții”, spune Giovanni Traverso, de la MIT și Brigham and Women’s Hospital.

Traverso și Leo Otterbein, profesor de chirurgie la Harvard Medical School și Beth Israel Deaconess Medical Center, sunt autori seniori ai lucrării. Autori principali sunt James Byrne, de la Universitatea din Iowa și Institutul Koch pentru Cercetare Integrativă a Cancerului al MIT; David Gallo, cercetător la Beth Israel Diaconess; și Hannah Boyce, inginer de cercetare la Brigham and Women’s.

Administrarea prin intermediul spumei

Încă de la sfârșitul anilor 1990, Otterbein a studiat efectele terapeutice ale dozelor mici de monoxid de carbon. S-a demonstrat că gazul oferă efecte benefice în prevenirea respingerii organelor transplantate, reducerea creșterii tumorilor și modularea inflamației și a leziunilor acute ale țesuturilor, notează Eurek Alert.

Când este inhalat în concentrații mari, monoxidul de carbon se leagă de hemoglobina din sânge și împiedică organismul să obțină suficient oxigen, ceea ce poate duce la efecte grave asupra sănătății și chiar la moarte. Cu toate acestea, la doze mai mici, are efecte benefice, cum ar fi reducerea inflamației și promovarea regenerării tisulare, spune Otterbein.

„Știm de ani de zile că monoxidul de carbon poate avea efecte benefice în tot felul de patologii ale bolilor, atunci când este administrat ca gaz inhalat”, spune el.

„Cu toate acestea, a fost o provocare să-l folosim în clinică, din mai multe motive legate de administrarea sigură și reproductibilă și preocupările lucrătorilor din domeniul sănătății, ceea ce i-a determinat pe oameni să caute alte modalități de a-l administra”, explică Otterbein.

Spuma de monoxid de carbon este inspirată din arta culinară

Cu câțiva ani în urmă, Traverso și Otterbein s-au cunoscut datorită lui Christoph Steiger, fost cercetător post-doctoral la MIT și autor al noului studiu.

Laboratorul lui Traverso este specializat în dezvoltarea unor metode noi pentru administrarea medicamentelor în tractul gastrointestinal. Pentru a face față provocării administrării unui gaz, au venit cu ideea de a încorpora gazul într-o spumă, la fel cum bucătarii folosesc dioxidul de carbon pentru a crea spume infuzate cu fructe, legume sau alte arome.

Spumele culinare sunt de obicei create prin adăugarea unui agent de îngroșare sau de gelifiere la un lichid sau un solid care a fost făcut piure și apoi fie bătându-l pentru a încorpora aer, fie injectând gaze precum dioxidul de carbon sau aerul comprimat folosind un sifon specializat.

Spuma de monoxid de carbon a fost testată pe șoareci

Echipa MIT a creat un sifon modificat care ar putea fi atașat la orice tip de canistră de gaz, permițându-le să încorporeze monoxid de carbon în spumă. Pentru a crea spume, cercetătorii au folosit aditivi alimentari precum alginatul, metil celuloza și maltodextrina.

Pentru a stabiliza spumele, a fost adăugată și gumă Xantham. Variind cantitatea de gumă xantham, cercetătorii au putut controla cât timp va dura eliberarea gazului odată ce spuma de monoxid de carbon a fost administrată.

După ce au arătat că pot controla momentul eliberării gazului în organism, cercetătorii au decis să testeze spumele pentru câteva aplicații diferite. În primul rând, au studiat două tipuri de aplicații topice, similare cu aplicarea unei creme pentru a calma zonele cu mâncărime sau inflamate.

Într-un studiu efectuat pe șoareci, ei au descoperit că administrarea spumei pe cale rectală a redus inflamația cauzată de colită sau proctită indusă de radiații (inflamația rectului care poate fi cauzată de tratamentul cu radiații pentru cancerul de col uterin sau de prostată).

Un nou tip de tratament

Tratamentele actuale pentru colită și alte afecțiuni inflamatorii, cum ar fi boala Crohn, implică de obicei medicamente care suprimă sistemul imunitar, ceea ce îi poate face pe pacienți mai susceptibili la infecții. Tratarea acelor afecțiuni cu o spumă care poate fi aplicată direct pe țesutul inflamat oferă o alternativă potențială sau o abordare complementară acelor tratamentele imunosupresoare, spun cercetătorii.

Deși spumele au fost administrate rectal în acest studiu, ar putea fi posibilă și administrarea pe cale orală, au mai spus aceștia.

Dozajul

Cercetătorii și-au propus apoi să investigheze posibile aplicații sistemice, în care monoxidul de carbon ar putea fi administrat către organe îndepărtate, cum ar fi ficatul, datorită capacității sale de a se difuza din tractul gastro-intestinal în altă parte a corpului.

Pentru acest studiu, au folosit un model de șoarece supradozat cu acetaminofen, care provoacă leziuni hepatice severe. Ei au descoperit că gazul livrat în tractul gastrointestinal inferior a putut ajunge la ficat și a putut reduce inflamația și leziunile tisulare observate acolo.

Fără efecte adverse

În aceste experimente, cercetătorii nu au găsit niciun efect advers după ce au administrat spuma de monoxid de carbon. Studiile anterioare pe oameni au arătat că cantități mici de monoxid de carbon pot fi inhalate în siguranță. Un individ sănătos are o concentrație de monoxid de carbon de aproximativ 1% în sânge, iar studiile efectuate pe voluntari umani au arătat că pot fi tolerate niveluri de până la 14% fără efecte adverse.

În acest studiu, cercetătorii au creat și geluri care conțin monoxid de carbon, precum și solide umplute cu gaz, folosind tehnici similare cu cele folosite pentru a face bomboanele tari care conțin bule de dioxid de carbon sub presiune. Oamenii de știință intenționează să le testeze pe acestea în studii ulterioare, pe lângă dezvoltarea spumei pentru posibile teste la pacienți umani.

Vă recomandăm să citiți și:

Cancerul bucal ar putea fi detectat folosind creierul și antenele de lăcustă

Secretele îmbătrânirii, dezvăluite în cel mai amplu studiu privind longevitatea reptilelor

Acupunctura ar putea reduce migrenele? Iată ce spune știința!

Carnea de pui oferă mai multe proteine decât cea bazată pe plante, arată un studiu