Chem Sci：利用人工甜味剂递送一氧化碳，可阻止器官损伤
2021年7月26日讯/生物谷BIOON/---在一项新的研究中，乔治亚州立大学化学系的Binghe Wang教授及其团队开发出一种口服的前体药物（prodrug），它可以提供一氧化碳以防止急性肾损伤。相关研究结果近期发表在Chemical Science期刊上，论文标题为“Adapting decarbonylation chemistry for the development of prodrugs capable of in vivo delivery of carbon monoxide utilizing sweeteners as carrier molecules”。
尽管大剂量的一氧化碳（CO）气体是有毒的，但科学家们已经发现它可以通过减少炎症和保护细胞免受损伤而产生有益的影响。以前的研究已证实一氧化碳具有保护作用，可预防肾脏、肺部、胃肠道和肝脏等器官损伤。在过去的五年里，Wang和他的合作者一直致力于设计一种安全的方式：通过前体药物---活性化合物必须在体内经过一个化学过程之后才释放活性药物的非活性化合物---将一氧化碳递送给人类患者。
Wang团队开发出两种前体药物（CO-306和BW-CO-307），它们允许使用两种常见的人工甜味剂---糖精和安赛蜜（acesulfame）---作为“载体”分子口服给送一氧化碳。他们将这些分子设计成在分解过程中释放一氧化碳，而这种分解过程是由接触到水引发的。它们是第一个使用良性载体的口服活性有机一氧化碳前体药物的例子。这种良性载体是已被美国食品药品管理局（FDA）批准的人工甜味剂，并且已被证实具有安全性。
Wang说，“向患者提供一种气体，更不用说是有毒的气体，作为治疗手段是很困难的，这项研究代表着在开发替代性递送形式方面迈出了关键的一步。我们希望借助于一种具有非常好安全性的载体，使我们有更大的把握将其安全地用于供人服用的药丸。”
在这两种前体药物中，这些作者对其中一种，即CO-306，进行了针对急性肾脏损伤的药物疗效测试。他们将使用糖精作为载体分子的CO-306给小鼠服用，发现它减少了与肾脏损伤相关的生物标志物，表明它可以被开发成一种可行的疗法。这种小鼠模型模拟了广泛肌肉损伤、镰状细胞病、一种常见的疟疾、心肺旁路手术和重型败血症患者中发生的肾脏组织损伤机制。
Wang和他在佐治亚州立诊断与治疗中心、范德堡大学、哈佛医学院和密西西比大学的合作者计划在进入人体临床研究之前对CO-306进行更广泛的动物模型研究和安全性评估。他们还计划测试CO-306对其他类型器官损伤的疗效。
Wang说，基于一氧化碳的疗法特别有希望成为减少移植过程中器官损伤和改善移植患者预后的一种方法。
他说，“已有科学表明，将器官暴露在一氧化碳气体中有助于保护器官，防止它们在移植过程中恶化。如今我们需要证明这些前体药物能够具有类似的效果。”
参考资料：
Ladie Kimberly De La Cruz et al. Adapting decarbonylation chemistry for the development of prodrugs capable of in vivo delivery of carbon monoxide utilizing sweeteners as carrier molecules. Chemical Science, 2021, doi:10.1039/D1SC02711E.
