Enzym-Rauchbehandlung zerstört Nikotin, bevor es das Gehirn erreicht
Forscher haben ein bakterielles Enzym untersucht, das möglicherweise als medikamentöse Behandlung zur Raucherentwöhnung eingesetzt werden kann.
Die Idee hinter dieser Enzymtherapie wäre, Nikotin zu suchen und zu zerstören, bevor es das Gehirn erreicht - und einer Person die „Belohnung“ für Nikotin zu entziehen, die einen Rückfall in das Rauchen auslösen kann.
"Unsere Forschung befindet sich in der frühen Phase des Arzneimittelentwicklungsprozesses, aber die Studie zeigt, dass das Enzym die richtigen Eigenschaften hat, um schließlich ein erfolgreiches Therapeutikum zu werden", sagte Dr. Kim Janda, Professor für Chemie bei Ely R. Callaway Jr. und Mitglied des Skaggs-Instituts für chemische Biologie am Scripps Research Institute (TSRI).
Die neue Studie, veröffentlicht in der Zeitschrift der American Chemical Societybietet eine mögliche Alternative zu aktuellen Hilfsmitteln zur Raucherentwöhnung, die nachweislich bei mindestens 80 bis 90 Prozent der Raucher versagen.
Seit mehr als 30 Jahren bemühen sich Janda und seine Kollegen, im Labor ein solches Enzym zu entwickeln. Kürzlich stießen sie jedoch auf ein potenzielles Enzym, das in der Natur vorkommt - NicA2 aus den als Pseudomonas putida bekannten Bakterien. Dieses Bakterium, das ursprünglich auf einem Tabakfeld aus dem Boden isoliert wurde, verbraucht Nikotin als einzige Kohlenstoff- und Stickstoffquelle.
"Das Bakterium ist wie ein kleiner Pac-Man", sagte Janda. "Es geht mit und isst Nikotin."
Die Forscher begannen, die potenzielle Nützlichkeit des Enzyms als Therapeutikum zu testen. Die Forscher kombinierten zunächst Serum (einen Bestandteil des Blutes) von Mäusen mit einer Nikotindosis, die einer Zigarette entspricht. Als sie das Enzym hinzufügten, sank die Halbwertszeit des Nikotins von zwei auf drei Stunden auf nur 9 auf 15 Minuten.
Janda sagte, eine höhere Dosis des Enzyms - mit ein paar chemischen Modifikationen - könnte die Halbwertszeit von Nikotin noch weiter verkürzen und verhindern, dass es jemals das Gehirn erreicht.
Die Forscher unterzog das Enzym dann einer Reihe von Tests, um seine Praktikabilität als Medikamentenkandidat zu bestimmen. "Es war ein langer Schuss", sagte Janda. "Wenn es nicht die richtigen Metriken hätte, wäre es eine Pleite."
Die Ergebnisse waren vielversprechend. Das Enzym blieb mehr als drei Wochen bei 98 Grad Fahrenheit im Labor stabil - was Janda zugab, war "ziemlich bemerkenswert". Wichtig ist, dass die Forscher keine toxischen Metaboliten entdeckten, die beim Verzehr von Nikotin durch das Enzym entstehen.
"Das Enzym ist auch im Serum relativ stabil, was für einen therapeutischen Kandidaten wichtig ist", sagte Song Xue, ein TSRI-Doktorand und Erstautor der neuen Studie.
Der nächste Schritt besteht darin, das Bakterien-Make-up des Enzyms zu verändern, sagt Janda, was dazu beitragen wird, potenzielle Immunverpflichtungen zu mindern und sein therapeutisches Potenzial zu erhöhen.
"Hoffentlich können wir die Serumstabilität mit unseren zukünftigen Studien verbessern, sodass eine einzelne Injektion bis zu einem Monat dauern kann", fügte Xue hinzu.
Quelle: Das Scripps Research Institute
