Forskningsgenombrott kan rädda liv vid nervgasförgiftning

Forskare vid Totalförsvarets forskningsinstitut (FOI) och Umeå universitet ville förbättra behandlingen av nervgasförgiftning. I slutändan löste de ett 50-årigt mysterium som har potentiella konsekvenser för behandlingen neurologiska tillstånd och blodtrycksstörningar.

-- Vårt arbete löser en gåta som gäckat forskare i över 50 år, säger Daniel Wiktelius, kemist vid Totalförsvarets Forskningsinstitut, FOI, och en av huvudförfattarna till forskningsartikeln som publicerades 20 oktober 2020 i den ansedda tidskriften Angewandte Chemie International Edition.

Artikeln fokuserar på ämnen som sänker aktiviteten i en kritisk del av det kolinerga nervsystemet. Detta livsviktiga system finns i alla människor och djur. Störningar i systemet uppstår hos de som förgiftas av nervgaser men är också kopplat till sjukdomar som Alzheimers och schizofreni. Förenklat är det kolinerga systemets funktion att transportera signaler mellan hjärnan och olika delar av kroppen, som exempelvis muskler. För att musklerna ska kunna slappna av måste signalen också kunna avbrytas. Nervgaser förstör denna livsviktiga funktion.

Traditionellt använda läkemedel mot nervgasförgiftning fungerar genom att antingen återställa nervsystemets förmåga att avbryta signaleringen eller genom att dämpa konsekvenserna av den överdrivna signaleringen. Forskarna har nu istället fokuserat på ämnen och mekanismer som stryper signaleringen vid källan, enzymet kolin acetyltransferas, förkortat ChAT. Genom sitt arbete hoppas de utveckla läkemedel som tillfälligt kan blockera ChAT och därmed reducera nervsignaleringen hos patienter som förgiftats av nervgaser.

I artikeln beskriver forskarlaget hur ChAT tillverkar sin egen hämmare från det kroppsegna ämnet koenzym A och en grupp kemikalier som kallas arylvinylpyridiner.

-Redan på 60-talet upptäcktes att arylvinylpyridinier påverkar ChAT, men eftersom vi inte förstått mekanismen, har vi inte heller lyckats vidareutveckla dessa till läkemedel, säger Anders Allgardsson, forskare vid FOI.

-- På sikt kan vår upptäckt ge nya läkemedel. För den som blivit förgiftad av nervgas kan det vara skillnaden mellan liv och död.

Norman Hoster, doktorand vid Företagsforskarskolan vid Umeå universitet, kommenterar betydelsen av samarbete. --Jag tror att samarbetet mellan Umeå universitet och FOI är nyckeln till att vi har lyckats lösa den komplicerade frågeställningen. Det är ett lysande exempel på när ett plus ett blir tre.

Den upptäckta mekanismen är mycket ovanlig, kanske är det första gången den beskrivs i forskningslitteraturen.

-- Arylvinylpyridinier och ChAT har fascinerat skickliga forskare under årtionden, men det är först nu som någon kan förklara hur de egentligen fungerar, säger Fredrik Ekström, forskningschef vid FOI och den som har lett arbetet med den publicerade studien. Han beskriver hur upptäckten har lagt grunden för utvecklingen av nya verktyg för att studera nervsystemet.

-- Vi har visat att hämmaren bildas genom en reaktion mellan det kroppsegna ämnet koenzym A och en arylvinylpyridin och att den här reaktionen äger rum inuti ChAT. Nu hoppas vi kunna utveckla vår forskning bortom arylvinylpyridiner och studera andra typer av hämmare.

-- Det skulle vara fantastiskt om vårt arbete i slutänden kan bidra till nya läkemedel som kan bota eller lindra sjukdomar i nervsystemet, avslutar Fredrik Ekström.

Kontakt:

Daniel Wiktelius, FOI, daniel.wiktelius@foi.se

Fredrik Ekström, FOI, fredrik.ekstrom@foi.se

Norman Hoster, Umeå Universitet, norman.hoster@umu.se