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新型多功能解毒劑可對抗神經(jīng)毒劑中毒

LLNL-02 血腦屏障

LLNL-02 可以通過(guò)血腦屏障(如圖),從而更有效地保護中樞神經(jīng)系統。來(lái)源:利亞姆克勞斯/LLNL

勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗室 (LLNL) 的科學(xué)家們開(kāi)發(fā)了一種新的多功能解毒劑來(lái)對抗神經(jīng)毒劑中毒。這項發(fā)表在《科學(xué)報告》雜志上的工作是 LLNL 全球安全局、其法醫科學(xué)中心和美國陸軍化學(xué)防御醫學(xué)研究所 (USAMRICD) 合作建立的高度迭代過(guò)程的結果。

像沙林或諾維喬克這樣的化學(xué)武器神經(jīng)毒劑通常通過(guò)阻止信息從由大腦和脊髓組成的中樞神經(jīng)系統 (CNS) 到控制包括呼吸在內的許多過(guò)程的外周神經(jīng)系統 (PNS) 來(lái)發(fā)揮作用. 大腦的天然保護 - 血腦屏障 (BBB) - 長(cháng)期以來(lái)一直是開(kāi)發(fā)有效神經(jīng)毒劑解毒劑的主要障礙,這種解毒劑在歷史上只能防止 PNS 受損,因為它們不能穿過(guò) BBB。

FR-910科研級<font color='red'>熒光顯微鏡</font>

FR-910科研級熒光顯微鏡

在使用涉及計算建模和藥物化學(xué)的并行努力確定了最有希望的化合物后,最佳候選化合物在幾種生化測定中進(jìn)行了評估,從而發(fā)現了 LLNL-02。發(fā)現 LLNL-02 可以保護 CNS 和 PNS 免受神經(jīng)毒劑沙林的影響。LLNL-02 是同類(lèi)中的第一種解毒劑,因為它確實(shí)穿過(guò) BBB 以保護大腦。

“這個(gè)過(guò)程極具挑戰性——在生化評估后,大多數合成的化合物要么有效地穿過(guò) BBB 模型,但無(wú)效,反之亦然,”該項目的通訊作者 Carlos Valdez 和 LLNL 首席化學(xué)家說(shuō)。“我什至會(huì )稱(chēng) [LLNL-02] 大海撈針,當我們找到它時(shí),我們欣喜若狂。這對我們的團隊來(lái)說(shuō)是一項相當大的成就。”

經(jīng)過(guò)兩年的實(shí)驗室和計算測試,在 USAMRICD 進(jìn)行的生化分析顯示 LLNL-02 對人類(lèi)細胞系無(wú)毒。下一步是在動(dòng)物模型中評估 LLNL-02。“它與美國陸軍目前使用的‘黃金標準’解毒劑一樣有效,”瓦爾迪茲說(shuō)。

對 LLNL-02 對抗 VX 和新特工(如 Novichoks)的有效性的研究仍在繼續,最顯著(zhù)的是用于 2018 年在英國刺殺 Sergei Skripal 和他的女兒,以及 2020 年刺殺 Alexei Navalny。

“這些人很幸運,他們能夠被送往醫院并保持生命,直到他們的身體能夠妥善處理特工,”瓦爾迪茲說(shuō)。“這就是我們現在期待看到的——如果 LLNL-02 有一些超越沙林的保護活性。”

“結果表明,LLNL 獨特的設施和科學(xué)人才集合正在突破可能的界限,”LLNL 法醫科學(xué)中心主任奧黛麗·威廉姆斯說(shuō)。“LLNL-02 是一種很有前途的多功能化合物,由獨特的工藝制成,為保護生物恐怖主義和化學(xué)武器的受害者提供了一條前進(jìn)的道路。”

參考文獻:Brian J. Bennion、Michael A. Malfatti、Nicholas A. Be、Heather A. Enright、Saphon Hok、C. Linn 撰寫(xiě)的“用于神經(jīng)毒劑暴露的 CNS 可滲透再激活劑的開(kāi)發(fā):一種迭代的多學(xué)科方法” Cadieux、Timothy S. Carpenter、Victoria Lao、Edward A. Kuhn、M. Windy McNerney、Felice C. Lightstone、Tuan H. Nguyen 和 Carlos A. Valdez,2021 年 7 月 30 日,科學(xué)報告。
DOI: 10.1038/s41598-021-94963-2

其他 LLNL 合著(zhù)者包括 Brian Bennion、Michael Malfatti、Nicholas Be、Heather Enright、Saphon Hok、Timothy Carpenter、Victoria Lao、Edward Kuhn、Windy McNerney、Felice Lightstone 和 Tuan Nguyen。

這項工作由國防威脅減少局化學(xué)和生物技術(shù)部資助。

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