Chimistul Rebecca Abergel și colegii ei au găsit o modalitate de a elimina contaminanții radioactivi din corp. Acum încearcă să pună soluția într-o pastilă.

După ce SUA au aruncat bombe atomice asupra orașelor Hiroshima și Nagasaki la sfârșitul celui de-al doilea război mondial, au murit peste 100.000 de oameni - mulți din cauza expunerii la radiații. La doze mari, radiația explodează prin țesuturi, rupe fire ADN și modifică ritmurile diviziunii celulare. Celulele perturbate provoacă greață, diaree și febră, apoi amețeli, slăbiciune și căderea părului. În timp, acestea pot deveni canceroase. Pentru o persoană care a experimentat niveluri ridicate de radiații într-o perioadă scurtă de timp, de la o armă nucleară sau o topire a centralei nucleare la scară din Cernobîl, opțiunile de tratament sunt limitate. Medicii pot face un pacient confortabil, pot trata arsurile și greața și pot încerca să împiedice răspândirea radiațiilor. Dar o doză acută este de obicei fatală. Problema este că, odată ce radiațiile sunt în organism, poate fi foarte greu să ieșiți.

otrăvirea

Poate că nu trebuie să fie așa. Armele nucleare și accidentele eliberează de obicei actinide, un grup de elemente radioactive aflate în partea de jos a tabelului periodic. Actinidele precum plutoniul, uraniul și curiul se blochează cu ușurință în oasele și organele noastre, unde pot emite radiații în corpul nostru timp de decenii. Chimistul Rebecca Abergel și colegii de la Laboratorul Național Lawrence Berkeley, din California, au creat molecule care se leagă de actinide pentru a forma complexe mari, stabile, care sunt mai ușor de expulzat organismului. Ea (TEDxAix Talk: radionuclizi ambivalenți) împărtășește mai mult ideea, nu în ultimul rând că există de mai bine de 60 de ani.

Hei, plutoniu, vii cu mine. Echipa Abergel dezvoltă chelatori, molecule naturale care pot forma mai multe legături la un singur ion metalic. Chelatorii sunt un tratament de lungă durată pentru otrăvirea cu metale grele precum fierul, arsenicul și plumbul. (De asemenea, au fost încercate ca tratamente „alternative” riscante pentru afecțiuni precum bolile de inimă și autismul; mulți medici consideră că aceste utilizări ale chelației sunt controversate.) Abergel și echipa ei de la Berkeley au realizat un chelator care se leagă de actinide - fără a interfera cu alte metale de care avem nevoie în corpul nostru, precum zincul sau fierul. Lucrarea este o continuare a cercetării care a început în anii 1950, aproape odată ce oamenii au început să-și dea seama de potențialul dezastru al războiului nuclear.

Construirea unui chelator necesită ghicire și verificare educată. Pentru a-și face chelatorii, echipa Abergel a lucrat cu schele inspirate de structurile moleculare cunoscute ale chelatorilor care leagă fierul în bacterii. Au jucat pas cu pas părți ale schelelor, modificând proprietăți precum aciditatea și numărul locurilor de legare printr-o serie de reacții chimice. De asemenea, au atacat arme suplimentare. „Actinidele sunt mai mari decât fierul, deci aveți nevoie de mai mulți atomi de coordonare”, explică Abergel. În ultimii 30 de ani, ea și colegii ei au testat zeci de structuri diferite. Unul a îndepărtat 80% din plutoniul contaminant de la șoareci, în două zile, cu o singură doză.

Încercări umane pentru o cură de otrăvire cu radiații. Echipa Abergel a demonstrat deja siguranța și eficacitatea chelatorilor lor în culturile de celule umane și în mai multe modele animale. Anul trecut au primit aprobarea FDA pentru un studiu clinic de testare a siguranței unui tratament chelator la om. Acest lucru va da o doză de chelator, mai întâi la niveluri extrem de scăzute și apoi la niveluri din ce în ce mai ridicate pentru voluntarii sănătoși, pentru a stabili siguranța chelatorilor și pentru a identifica orice efecte secundare. Cercetătorii nu vor face niciodată un studiu clinic „controlat” pe oameni, deoarece ar necesita contaminarea oamenilor cu substanțe radioactive. În schimb, aceștia își vor compara datele studiilor la om cu datele lor la animale pentru a stabili doze sigure și eficiente la oameni.

Acum, pentru a face o pastilă anti-radiații otrăvitoare. Ar fi posibil să livrați chelatori printr-o pastilă sau o injecție, dar Abergel preferă mult pilula. „Dacă există o victimă în masă în care milioane de oameni sunt contaminați, nu doriți să distribuiți ace”, spune ea. "Pastilele sunt ușor de distribuit și pot fi ușor zdrobite într-o pulbere și amestecate în ceva de genul iaurtului pentru copii sau vârstnici."

Știința imperfectă a determinării dozelor. O mare parte din munca care se așteaptă pentru Abergel este să descopere detaliile despre modul de administrare a unei astfel de pastile. „La modelele animale am analizat diferite scenarii de contaminare și tratament”, spune ea. „Dacă există un accident de centrală nucleară, ce se întâmplă dacă acordăm tratamentul la 24 de ore după contaminare? Două zile după? Ar trebui oamenii să ia câte o pastilă în fiecare zi timp de două săptămâni sau de două ori pe săptămână pentru una? Când oprim tratamentul? " Echipa ei analizează, de asemenea, utilizări în afara catastrofelor pe scară largă - de exemplu, modul în care medicamentul ar putea beneficia persoanele care sunt expuse în mod regulat la cantități mici de radioactivitate, cum ar fi oamenii de știință, lucrătorii centralelor nucleare și minerii de uraniu. O astfel de utilizare de zi cu zi ar fi o premieră pentru Abergel: în mod normal, scenariul cel mai potrivit pentru produsul ei este acela că nu va fi folosit deloc. (Până în prezent, munca ei s-a bazat pe finanțarea din partea guvernului SUA, care ar adăuga orice medicament de decontaminare rezultat în stocul său pentru utilizare de urgență.)

Chelator ca tratament legitim al cancerului? Abergel experimentează acum utilizarea chelatorilor sintetizați ca o modalitate de a introduce actinide terapeutice în organism pentru a trata cancerul. Ideea ei: să atașeze complexul actinidă-chelator la o altă moleculă, cum ar fi un anticorp, care poate recunoaște și se poate atașa la o celulă canceroasă. Pentru a minimiza deteriorarea celulelor sănătoase, Abergel alege actinide care se descompun și ies rapid din corp. Medicii ar putea adăuga, de asemenea, compuși de urmărire la complexul actinidă-chelator, care ar arăta ca fluorescent sub o anumită lumină. Deci, aceste noi platforme ar putea viza celula canceroasă, ar putea aduce radionuclidul care distruge totul din jurul său și îl putem imagina și noi, spune Abergel. Este foarte, foarte devreme aici - nu întrebați medicul despre asta încă. Dar dacă funcționează, atunci, desigur, este un tratament care ar fi cu siguranță utilizat.

Foto: Dahlia An, Laboratorul Național Lawrence Berkeley.