Desarrollar antídotos para agentes químicos, como el cianuro y el gas mostaza, los científicos necesitan métodos analíticos que rastreen no solo el nivel de exposición, sino también cómo la droga contrarresta los efectos de la sustancia química. Ahí es donde el trabajo de Erica Manandhar, asociado de investigación postdoctoral en la Universidad Estatal de Dakota del Sur, viene en.

Varios antídotos aprobados por la Administración de Alimentos y Medicamentos están disponibles para el envenenamiento por cianuro, pero tienen limitaciones severas, explicó Manandhar, quien completó su trabajo de doctorado en el Departamento de Química y Bioquímica en diciembre de 2017. Desarrolló el primer método analítico para evaluar un nuevo antídoto contra el cianuro, trisulfuro de dimetilo (DMTS), y un método para detectar rápidamente una sustancia asociada con la exposición a mostaza azufrada.

Su asesor de investigación, profesor Brian Logue, ha estado desarrollando contramedidas para hacer frente a la exposición al cianuro y otras posibles armas químicas durante más de una década gracias al apoyo del Departamento de Defensa y los Institutos Nacionales de Salud. Logue desarrolló un método para detectar la exposición al cianuro en 60 segundos a partir de una muestra de sangre y está trabajando para obtener la aprobación de la FDA para un dispositivo portátil llamado cianalizador.

Manandhar dijo:"Siempre me ha interesado la ciencia para resolver problemas que afectan la vida de las personas. Trabajando con el Dr. Logue sobre cianuro y agentes de guerra química, Puedo ayudar a encontrar respuestas a preguntas de gran preocupación en el mundo moderno ".

Probando un nuevo antídoto contra el cianuro

"El DMTS no depende de ninguna otra enzima corporal, por lo que puede funcionar por sí solo. Puede penetrar fácilmente la membrana celular y la barrera hematoencefálica y puede administrarse por vía intramuscular, lo que es importante cuando se trata de un gran número de víctimas en el campo. , "Dijo Manandhar.

Para evaluar un antídoto en modelos animales, Los científicos deben comprender la velocidad a la que los antídotos ingresan al cuerpo, cómo neutraliza el cianuro y cómo el cuerpo lo excreta o metaboliza. "Los científicos necesitan saber qué hace la droga en el cuerpo, ", dijo Manandhar. El método analítico que desarrolló determina los niveles de DMTS en sangre.

Los investigadores que trabajan en DMTS como antídoto contra el cianuro envían muestras de sus estudios en animales a Manandhar para su análisis mientras trabajan para obtener la aprobación de la FDA. Su trabajo colaborativo está financiado a través del Programa de Contramedidas contra las Amenazas Químicas de los Institutos Nacionales de Salud (CounterACT), que apoya el desarrollo de nuevas terapias para prevenir y tratar lesiones por sustancias químicas tóxicas, que puede ser liberado a través de un accidente industrial o como un ataque terrorista.

Detectar la exposición al gas mostaza

Casi un siglo después de la mostaza azufrada, comúnmente conocido como gas mostaza, se utilizó por primera vez como agente de guerra química en la Primera Guerra Mundial, todavía no hay antídoto. Exposición al gas mostaza, ya sea como líquido o como gas, provoca ampollas en la piel y las membranas mucosas, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades. Es posible que las víctimas no sepan que han estado expuestas durante horas o incluso días y el viento puede transportar el vapor.

"La principal forma en que el gas mostaza mata es a través del daño respiratorio, "Manandhar dijo, señalando que la mostaza azufrada se usó en la década de 1980 durante la Guerra Irán-Irak y, más recientemente, En Siria. "Los investigadores están tratando de comprender cómo ocurre esta toxicidad, qué podemos hacer para mitigarlo y qué medicamentos tienen el potencial para hacerlo ".

El objetivo final es desarrollar antídotos, pero para hacerlo, los científicos deben determinar el nivel de exposición para saber qué tan efectivo es el tratamiento, Logue explicó. "Ahí es donde entramos nosotros".

Es difícil determinar la dosis inhalada porque la frecuencia respiratoria y el volumen pulmonar difieren, explicó Manandhar, que examina muestras de estudios con animales realizados en la Universidad de Colorado-Denver. La investigación también cuenta con el apoyo de NIH CounterACT.

"Buscamos biomarcadores, en qué se convierte el gas mostaza, para desarrollar estudios precisos de toxicidad por inhalación, "Dijo Manandhar. Para la investigación de su tesis, Manandhar desarrolló un método para detectar óxido de mostaza azufrada, un biomarcador de la exposición a la mostaza azufrada, en plasma. "Aparece en el cuerpo inmediatamente después de la exposición y el método analítico de Erica identifica el marcador en 15 minutos, "Logue explicó.

"El plan es utilizar los biomarcadores para crear un diagnóstico de gas mostaza, "continuó. Sin embargo, Logue advirtió, sólo se ha realizado una pequeña cantidad de estudios. Se necesitará más trabajo para confirmar que los biomarcadores que han identificado se correlacionarán con la dosis inhalada real. Aunque aún queda mucho por hacer, Los científicos están avanzando hacia el desarrollo de un antídoto para un agente de guerra química que ha amenazado a las poblaciones mundiales durante décadas.