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Ossido di carbonio: gas mortale, ma diventa farmaco alle basse dosi come ogni sostanza

La maggior parte delle persone pensa che il monossido di carbonio sia dannoso e con buone ragioni: il gas incolore e inodore invia ogni anno 50.000 persone negli Stati Uniti negli ospedali quando i loro forni funzionano male o i motori delle auto funzionano in spazi scarsamente ventilati. Il monossido di carbonio esercita i suoi effetti dannosi prendendo il posto dell’ossigeno legandosi all’emoglobina nel sangue, facendo morire di fame i tessuti di ossigeno. Tuttavia, il corpo produce naturalmente piccole quantità di monossido di carbonio e, a questi livelli, il gas svolge funzioni utili interagendo e regolando le proteine ​​di segnalazione. Studi su cellule e animali hanno dimostrato che il monossido di carbonio può sopprimere l’infiammazione, proteggere i tessuti dallo stress ossidativo e prevenire la morte cellulare. Altre ricerche suggeriscono che la molecola versatile potrebbe aiutare a trattare la sepsi o il cancro, ma gli scienziati devono trovare modi sicuri ed efficaci per fornire il gas all’interno del corpo. A basse concentrazioni, il monossido di carbonio ha un lato positivo che gli scienziati stanno cercando di sfruttare per curare le malattie, secondo un articolo sulla rivista Chemical & Engineering News (C&EN).

Non sorprende che l’interesse per i benefici fisiologici della CO sia nato negli anni ’90. Nel 1998, un trio di ricercatori ha vinto il Premio Nobel per la fisiologia o la medicina per aver identificato il ruolo cruciale di segnalazione di un altro gas, l’ossido nitrico, nel sistema cardiovascolare. Quel lavoro ha stabilito che i gas potrebbero fungere da segnali chimici nel corpo e ha suggerito che potrebbero esserci altre molecole di segnalazione gassose da scoprire, i cosiddetti gasotrasmettitori. Oltre all’ossido nitrico (*NO) questa classe di molecole include lo steso CO e idrogeno solforato (H2S). L’NO è stato approvato dalla Food and Drug Administration statunitense per il trattamento dell’insufficienza respiratoria causata dall’ipertensione polmonare nei neonati. Diversi farmaci che rilasciano H2S sono ora in fase di sviluppo per il trattamento di condizioni infiammatorie e cardiovascolari. Tuttavia, il CO è guardato “in cattivo modo” per lo spettro della sua tossicità. Il nostro corpo produce abbastanza CO che l’1–2% della nostra emoglobina si lega normalmente ad esso, poiché deriva dal ricambio di globuli rossi del sangue.

Nei fumatori, quel numero è compreso tra il 3 e il 20%, a seconda dell’intensità della loro abitudine. I lavori passati hanno suggerito il ruolo positivo della CO nella cellula: i dati epidemiologici degli anni ’80, ad esempio, suggerivano che i fumatori tendessero ad avere tassi più bassi di colite ulcerosa. Non è mai stato confermato nonostante il fatto che il fumo sia condizionato da un fattore protettivo per lo sviluppo della malattia infiammatoria intestinale nell’uomo, non nelle donne. Diversi gruppi hanno dimostrato che l’eme ossigenasi protegge dai danni ai tessuti. L’emoforma eme ossigenasi 1 (HO-1) è un enzima inducibile; scompone eme in CO, bilirubina e ferro, ma i ricercatori non sapevano quale dei suoi tre prodotti di decomposizione era responsabile della protezione dei tessuti fino a 20 anni fa, quando scoprirono che sia la CO che la bilirubina erano protettori cellulari, sebbene con differenti meccanismi. In realtà, il catabolismo dell’eme da HO-1 è sulle vie di segnalazione innescate da stress cellulari come la deprivazione di ossigeno, l’ischemia degli organi e tossici esogeni come i metalli pesanti.

I pochi ricercatori che studiano CO hanno riportato prove che potrebbero aiutare a curare sepsi, anemia falciforme, ischemia da trapianto di organi, fibrosi polmonare, colite ulcerosa, cancro e malattie cardiache, solo per citarne alcuni. Sebbene studi clinici abbiano dimostrato che l’inalazione di piccole quantità controllate di monossido di carbonio è sicura, tali trattamenti dovrebbero essere eseguiti in ambito ospedaliero. Pertanto, gli scienziati stanno esplorando altre opzioni di consegna, come le pillole e le forme liquide. Diversi gruppi di ricerca stanno sviluppando profarmaci chiamati CORM, composti che rilasciano monossido di carbonio dopo aver subito una reazione chimica all’interno del corpo. Una società chiamata Hillhurst Biopharmaceuticals ha in programma di condurre studi clinici su una formulazione di monossido di carbonio liquido che ha sviluppato per trattare la malattia da falciforme. E altri stanno pianificando prove del gas inalato per vedere se può migliorare i risultati nei trapianti polmonari. Questi ricercatori sperano che il lato positivo del monossido di carbonio si faccia strada fra i farmaci ufficiali.

  • A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche

Katsnelson A et al. ACS Cent Sci. 2019 Oct 23; 5(10):1632-35.

Walter M, Stahl W et al. Toxicol In Vitro 2019 Sep; 59:215-220.

Adach W, Olas B. Future Med Chem. 2019 Jan; 11(1):61-73.

Dott. Gianfrancesco Cormaci
- Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998 (MD Degree in 1998) - Specialista in Biochimica Clinica nel 2002 (Clinical Biochemistry residency in 2002) - Dottorato in Neurobiologia nel 2006 (Neurobiology PhD in 2006) - Ha soggiornato negli Stati Uniti, Baltimora (MD) come ricercatore alle dipendenze del National Institute on Drug Abuse (NIDA/NIH) e poi alla Johns Hopkins University, dal 2004 al 2008. - Dal 2009 si occupa di Medicina personalizzata. - Guardia medica presso strutture private dal 2010 - Detentore di due brevetti sulla preparazione di prodotti gluten-free a partire da regolare farina di frumento immunologicamente neutralizzata (owner of patents concerning the production of bakery gluten-free products, starting from regular wheat flour). - Responsabile del reparto Ricerca e Sviluppo per la società CoFood s.r.l. (leader of the R&D for the partnership CoFood s.r.l.) - Autore di un libro riguardante la salute e l'alimentazione, con approfondimenti su come questa condizioni tutti i sistemi corporei. - Autore di articoli su informazione medica e salute sui siti web salutesicilia.com, medicomunicare.it e in lingua inglese sul sito www.medicomunicare.com
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