In den 1980er Jahren wurden Tausende von Iranern durch die Exposition gegenüber den Nervengiften Sarin und Tobin getötet, die von irakischen Streitkräften freigesetzt wurden. Ähnliche Chemikalien wurden in den letzten Kriegen und Terroranschlägen gegen Soldaten und Zivilisten eingesetzt. Jetzt berichten Forscher über eine neue Therapie, die möglicherweise einen lang wirkenden Schutz gegen diese Wirkstoffe bietet. Obwohl die Behandlung nur an Nagetieren getestet wurde, sagen einige Wissenschaftler, dass sie eines Tages dauerhafte Hirnschäden oder den Tod von Menschen verhindern könnte, die diesen tödlichen chemischen Waffen ausgesetzt sind.Nervengifte wie Sarin gehören zu einer Familie von Chemikalien, die Organophosphate genannt werden. Obwohl einige dieser Verbindungen in viel geringeren Konzentrationen als Pestizide weit verbreitet sind, sind die Nervengifte sehr tödlich, da sie schnell über die Atemwege, Augen oder Haut in den Körper gelangen. Sobald sie sich in den Zellen befinden, hemmen sie ein wichtiges Enzym, dessen normale Funktion darin besteht, Acetylcholin abzubauen, einen Neurotransmitter, der die Muskelkontraktion unterstützt. Wenn sich zu viel Acetylcholin aufbaut, erleben die Opfer heftige Muskelkrämpfe und hören schließlich auf zu atmen.Aktuelle Gegenmittel müssen so schnell wie möglich verabreicht werden, und obwohl sie helfen können, die Vergiftungssymptome zu lindern, wirken sie nicht direkt auf Nervengifte. Infolgedessen haben Forscher versucht, prophylaktische „Spülmoleküle“ zu entwickeln, die in der Lage sind, Nervengifte im Körper bei Exposition zu suchen und abzubauen. Aber solche „Bioscavenger“ konnten nur einen kurzen Schutz bei verschiedenen Labortieren bieten, und keine solchen Therapien wurden von der US-amerikanischen Food and Drug Administration zugelassen.

In der aktuellen Studie haben Forscher der University of Washington in Seattle einen neuen Ansatz ausprobiert. Sie wickelten ein Organophosphat-Targeting-Enzym namens OPH in eine flexible Polymer-Gel-Beschichtung. Das Endergebnis waren nanometergroße Partikel, die vom Immunsystem unentdeckt bleiben und länger im Körper bleiben können als das Enzym allein. Wenn sie vor der Exposition gegenüber Nervengiften verabreicht werden, entfernen die Nanopartikel die Chemikalien aus dem Blutkreislauf.Ratten, die eine einzelne Injektion des „Nanoscavenger“ erhielten, waren bis zu 5 Tage lang ohne Nebenwirkungen vollständig vor Organophosphat-Exposition geschützt. Bei behandelten Meerschweinchen schützte der Nanoscavenger die Tiere 8 Tage lang vor mehreren Sarininjektionen, berichtet das Team heute in Science Translational Medicine.Der Nanoscavenger könnte im Wesentlichen als Impfstoff bei Menschen wirken, sagt der Chemieingenieur Shaoyi Jiang, ein Mitglied des Teams. Wenn die Therapie optimiert wird, könnte der Schutz möglicherweise Wochen oder sogar Monate dauern, sagt er.Frühere Bioscavenger sind nicht lange genug im Körper geblieben, um Schutz zu bieten, oder sie haben das körpereigene Immunsystem ausgelöst, um das Gegenmittel mit Antikörpern zu neutralisieren, bemerkt Jin Montclare, ein Proteiningenieur an der New York University in New York City, der nicht an der Studie beteiligt war. Die neue Arbeit scheint diese beiden Bedenken zu umgehen, sagt sie.Nervengift nanoscavengers wäre am praktischsten für Menschen, die ein hohes Risiko der Exposition gegenüber den chemischen Waffen, wie Soldaten oder Ersthelfer gehen in ein kontaminiertes Gebiet, sagt Janice Chambers, ein Toxikologe an der Mississippi State University in Starkville, die nicht an der Arbeit beteiligt war. Aber sie sagt, die Therapie wäre wahrscheinlich nicht nützlich für kurzfristige Angriffe wie Terroranschläge. „Wenn Sie exponiert wären und Anzeichen von Zittern oder Krämpfen zeigen würden, wäre es zu spät“, um die Behandlung zu geben.Die Autoren sagen, dass die Behandlung auch dazu beitragen könnte, Menschen zu schützen, die mit bestimmten Pestiziden arbeiten. Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation verursachen Organophosphate enthaltende Pestizide in Entwicklungsländern jährlich 200.000 Todesfälle durch Vergiftungen.Als nächstes planen die Forscher zu testen, wie lange der Nanoscavenger bei Affen wirkt, und sie werden auch sehen, ob mehrere Dosen verabreicht werden können. Danach wäre eine klinische Studie erforderlich, um die Sicherheit der Therapie am Menschen zu testen.