Professeur Brian Logue, la gauche, regarde Erica Manandhar, associée de recherche postdoctorale, pipeter du sang dans des tubes à centrifuger. Crédit :Université d'État du Dakota du Sud
Développer des antidotes aux agents chimiques, comme le cyanure et le gaz moutarde, les scientifiques ont besoin de méthodes analytiques qui permettent de suivre non seulement le niveau d'exposition, mais aussi la manière dont le médicament contrecarre les effets du produit chimique. C'est là que le travail d'Erica Manandhar, associé de recherche postdoctoral à la South Dakota State University, entre.
Plusieurs antidotes approuvés par la Food and Drug Administration sont disponibles pour l'empoisonnement au cyanure, mais ils ont de sévères limitations, a expliqué Manandhar, qui a terminé ses travaux de doctorat au Département de chimie et biochimie en décembre 2017. Elle a développé la première méthode analytique pour évaluer un nouvel antidote au cyanure, trisulfure de diméthyle (DMTS), et un procédé de détection rapide d'une substance associée à une exposition à la moutarde au soufre.
Son conseiller de recherche, professeur Brian Logue, a développé des contre-mesures pour faire face à l'exposition au cyanure et à d'autres armes chimiques possibles depuis plus d'une décennie grâce au soutien du ministère de la Défense et des National Institutes of Health. Logue a développé une méthode de détection de l'exposition au cyanure en 60 secondes à partir d'un échantillon de sang et s'efforce d'obtenir l'approbation de la FDA pour un appareil portable appelé cyanalyseur.
Manandhar a dit, « J'ai toujours été intéressé par la science pour résoudre les problèmes qui ont un impact sur la vie des gens. Travailler avec le Dr Logue sur le cyanure et les agents de guerre chimique, Je peux aider à trouver des réponses à des questions très préoccupantes dans le monde moderne."
Tester un nouvel antidote au cyanure
« Le DMTS ne dépend d'aucune autre enzyme corporelle, il peut donc fonctionner seul. Il peut facilement pénétrer la membrane cellulaire et la barrière hémato-encéphalique et il peut être administré par voie intramusculaire. , " a déclaré Manandhar.
Pour évaluer un antidote dans des modèles animaux, les scientifiques doivent comprendre la vitesse à laquelle les antidotes pénètrent dans le corps, comment il neutralise le cyanure et comment le corps l'excréte ou le métabolise. "Les scientifiques doivent savoir ce que le médicament fait dans le corps, " a déclaré Manandhar. La méthode analytique qu'elle a développée détermine les niveaux de DMTS dans le sang.
Manandhar prépare des échantillons de sang pour analyse. Crédit :Université d'État du Dakota du Sud
Les chercheurs travaillant sur le DMTS comme antidote au cyanure envoient des échantillons de leurs études animales à Manandhar pour analyse alors qu'ils travaillent à l'approbation de la FDA. Leur travail collaboratif est financé par le programme CounterACT (National Institutes of Health Countermeasures Against Chemical Threats), qui soutient le développement de nouvelles thérapies pour prévenir et traiter les blessures causées par des produits chimiques toxiques, qui peuvent être libérés à la suite d'un accident industriel ou d'un attentat terroriste.
Détecter l'exposition au gaz moutarde
Près d'un siècle après la moutarde au soufre, communément appelé gaz moutarde, a été utilisé pour la première fois comme agent de guerre chimique pendant la Première Guerre mondiale, il n'y a toujours pas d'antidote. Exposition au gaz moutarde, sous forme liquide ou gazeuse, provoque des cloques sur la peau et les muqueuses, selon les Centers for Disease Control and Prevention. Les victimes peuvent ne pas savoir qu'elles ont été exposées pendant des heures, voire des jours, et la vapeur peut être transportée par le vent.
"La principale façon dont le gaz moutarde tue est par des dommages respiratoires, " Manandhar dit, soulignant que la moutarde au soufre a été utilisée dans les années 1980 pendant la guerre Iran-Irak et, plus récemment, en Syrie. "Les chercheurs essaient de comprendre comment cette toxicité se produit, ce que nous pouvons faire pour l'atténuer et quels médicaments ont le potentiel de le faire."
L'objectif final est de développer des antidotes, mais pour le faire, les scientifiques doivent déterminer le niveau d'exposition afin de connaître l'efficacité du traitement, Logue a expliqué. "C'est là que nous intervenons."
La détermination de la dose inhalée est difficile car la fréquence respiratoire et le volume pulmonaire diffèrent, a expliqué Manandhar, qui examine des échantillons d'études animales menées à l'Université du Colorado-Denver. La recherche est également soutenue par NIH CounterACT.
« Nous recherchons des biomarqueurs – en quoi le gaz moutarde se convertit – pour développer des études précises de toxicité par inhalation, " a déclaré Manandhar. Pour sa thèse de recherche, Manandhar a développé une méthode de détection de l'oxyde de moutarde au soufre, un biomarqueur de l'exposition à la moutarde au soufre, dans le plasma. "Il apparaît dans le corps immédiatement après l'exposition et la méthode analytique d'Erica identifie le marqueur en 15 minutes, " expliqua Logue.
"Le plan est d'utiliser les biomarqueurs pour créer un diagnostic pour le gaz moutarde, " a-t-il poursuivi. Cependant, Logue a mis en garde, seul un petit nombre d'études a été réalisé. Des travaux supplémentaires seront nécessaires pour confirmer que les biomarqueurs qu'ils ont identifiés seront corrélés à la dose inhalée réelle. Bien qu'il reste encore beaucoup à faire, les scientifiques progressent vers la mise au point d'un antidote contre un agent de guerre chimique qui menace les populations mondiales depuis des décennies.
