Nyt molekyle efterligner den antikoagulerende virkning af blodsugende organismer

Naturen har givet flåter, myg og igler en hurtig måde at forhindre blod i at størkne, så de kan udvinde deres føde fra deres vært. Nu har et team af forskere fra Duke University opdaget nøglen til denne metode som et potentielt antikoagulant, der kan bruges som et alternativ til heparin under angioplastik, dialyse, kirurgi og andre procedurer.

I en artikel offentliggjort i tidsskriftet Nature Communications beskriver forskerne et syntetisk molekyle, der efterligner virkningerne af forbindelser i spyttet fra blodsugende væsner. Vigtigt er det, at det nye molekyle også hurtigt kan neutraliseres, hvilket gør det muligt at genoptage koaguleringen, hvis det er nødvendigt efter behandling.

"Biologi og evolution har flere gange udviklet en yderst effektiv antikoagulationsstrategi," sagde seniorforfatter Bruce Sullenger, ph.d., professor i afdelingerne for kirurgi, cellebiologi, neurokirurgi samt kræftfarmakologi og -biologi ved Duke University School of Medicine. "Dette er den perfekte model."

Sullenger og hans kolleger ved Duke University og University of Pennsylvania, inklusive hovedforfatter Haixiang Yu, PhD, et medlem af Sullengers laboratorium, startede med observationen af, at alle blodsugende organismer har udviklet et lignende system til at hæmme blodstørkning. Antikoagulanten i deres spyt bruger en tofaset proces: Den binder sig til overfladen af specifikke koagulationsproteiner i værtens blod og trænger derefter ind i proteinets kerne for midlertidigt at inaktivere koagulation, mens de spiser.

De blodsugende organismer målretter sig mod forskellige proteiner blandt de mere end to dusin molekyler, der er involveret i koagulation, men forskerholdet fokuserede på at udvikle molekyler, der målretter sig mod trombin og faktor Xa i menneskeblod og opnår bifasisk antikoagulerende funktion mod disse proteiner.

Den næste udfordring var at udvikle en måde at vende processen om, hvilket er nødvendigt til klinisk brug for at sikre, at folk ikke bløder. Ved fuldt ud at forstå aktiveringsmekanismen var forskerne i stand til at skabe en modgift, der hurtigt vender koagulationsmekanismen.

"Vi mener, at denne tilgang kan være sikrere for patienter og forårsage mindre betændelse," sagde Yu.

En anden fordel er, at det er et syntetisk molekyle, i modsætning til den nuværende kliniske standard fra de sidste 100 år, heparin. Heparin udvindes af svinetarme, hvilket kræver en enorm landbrugsinfrastruktur, der genererer forurening og drivhusgasser.

"Dette er en del af min nye passion – at forbedre kontrollen af blodstørkning for at hjælpe patienter, samtidig med at der tages højde for klimaproblemer," sagde Sullenger. "Det medicinske samfund begynder at indse, at der er et stort problem her, og vi er nødt til at finde alternativer til at bruge dyr til at fremstille medicin."