Пена с угарным газом лечит воспаление кишечника

Вдыхание угарного газа (CO) смертельно опасно из-за его высокой аффинности к гемоглобину. Но в малых концентрациях он действует как биологически активное иммуномодулирующее средство. Доклинические исследования показали, что низкие концентрации угарного газа уменьшают воспаление и способныстимулировать регенерацию тканей. Так, если ввести CO непосредственно в желудочно-кишечный тракт, он может облегчить течение заболеваний слизистой оболочки. Однако обеспечить безопасную доставку соответствующей дозы в организм сложно, вдыхание чревато осложнениями.

Ученые из Массачусетского технологического института и других научных центров США разработали способ доставки CO в кишечник в виде пены. На это их вдохновили достижения молекулярной кулинарии — научной дисциплины, изучающей физические и химические превращения, которые происходят во время приготовления пищи. Повара не первый век создают съедобную пену, взбивая жидкое или твердое вещество с загустителем (например, фруктовое пюре) либо вводя в него сифоном воздух или углекислый газ.

Исследователи создали семейство газоулавливающих материалов (gas-entrapping materials, GEM) из безопасных, применяемых в пищевой промышленности компонентов: ксантановой камеди (стабилизатор), метилцеллюлозы, мальтодекстрина и кукурузного сиропа. С помощью сифона они вспенили эту смесь угарным газом. Время, которое требуется для высвобождения газа, можно контролировать, изменяя концентрацию ксантановой камеди.

На мышах, крысах и свиньях авторы проверили, как действует пена. Они вводили ее ректально с помощью шприца с насадкой. GEM с угарным газом ослаблял воспаление в моделях колита и окислительного повреждения тканей, а также уменьшал радиационно-индуцированное повреждение эпителия кишечника у грызунов.

Также исследователи выяснили, может ли угарный газ влиять на другие органы, например, печень. Газ способен диффундировать из желудочно-кишечного тракта в другие участки организма, поэтому в теории это было возможным. Для этого ученые использовали мышиную модель передозировки ацетаминофена (APAP), которая вызывает серьезное повреждение печени. Оказалось, что газ, введенный в нижний отдел желудочно-кишечного тракта, достигает печени и значительно снижает воспаление и повреждение тканей.

Таким образом, авторы сумели организовать легко модулируемую доставку CO в организм животных, причем концентрации газа были достаточно высокими для терапевтического эффекта in vivo как у грызунов, так и у свиней. Каких-либо побочных эффектов обнаружить не удалось.

Современные методы лечения колита и других воспалительных состояний, таких как болезнь Крона, основаны на иммуносупрессии и могут сделать пациента более восприимчивым к инфекциям. Нанесение пены непосредственно на воспаленные ткани может стать безопасной альтернативой или дополнением иммуносупрессивных методов. GEM можно доставлять и оральным путем, подчеркивают авторы.

Помимо пены, ученые создали гели, содержащие угарный газ, и газозаполненные твердые вещества, похожие на «щелкающие» конфеты Pop Rocks с пузырьками углекислого газа под давлением. Авторы планируют протестировать их в дальнейших экспериментах, а также разработать пены для исследований на людях.