Молекулы, защищающие мозг от нервнопаралитических газов

Новое семейство производных оксимов может проходить через гематоэнцефалический барьер мышей и защищать животных от отравления нервнопаралитическими газами. Исследователи, получившие эти оксимы, предполагают, что эти соединения могут использоваться в качестве антидотов при поражении нервнопаралитическими газами или некоторыми типами пестицидов.

Нервнопаралитические отравляющие вещества, такие как зарин, а также некоторые пестициды, например, хлорпирофос (chlorpyrifos) представляют собой органилфосфонаты, нарушающие работу нервной системы за счет угнетения ферментов-холинэстераз. Ингибирование этих ферментов приводит к нарушению работы нервных клеток, тошноте, приступам, нарушению дыхания и смерти.

Амидиновый фрагмент потенциальных антидотов нервнопаралитических отравляющих веществ позволяет им без проблем пересекать гематоэнцефалический барьер. Для каждой из структур R может представлять различные заместители – n-бутильные и фенильные.

Одним из наиболее часто применяющихся антидотов воздействия нервнопаралитических газов является пралидоксим (pralidoxime). (В аптечку солдата армии США входит шприц с пралидоксимом, который должен применяться при угрозе применения нервнопаралитических боевых отравляющих веществ). Пралидоксим реактивирует холинэстеразу за счет того, что оксимный фрагмент пралидоксима разрушает связь между органилфосфонатом и ферментом.

Однако в применении пралидоксима есть проблема – пралидоксим содержит положительно заряженный четвертичный аммонийный фрагмент, который мешает антидоту проникнуть через гематоэнцефалический барьер. То есть, хотя паралидоксим может предотвратить паралич дыхательных центров, он не решают проблемы, связанные с дисфункцией нервной системой.

Для решения этой проблемы исследователи из группы Джона Кэшмана (John Cashman) из Института Изучения Биохимии Человека, некоммерческой организации, разработали и получили набор нейтральных оксимов, не содержащих четвертичных аммонийных фрагментов, и, поэтому, способных проникнуть через гематоэнцефалический барьер и достичь мозга.

Во время испытания эффективности новых соединений ряд из ни, будучи введены в организм после отравления, защитил лабораторных мышей от смертельной дозы аналога зарина. Ни одна из мышей, которой вводили антидот, не умерла от отравления нервнопаралитическим препаратом, в то время, как смертность в контрольной группе грызунов, которым не вводился антидот, составляла 50%. После испытаний исследователи обнаружили в мозговой ткани «вылеченных» мышей значительное количество оксимовых антидотов.