När opioidepidemin rasade med en ännu större kraft under COVID-19, Scripps forskningslaboratorium för kemisten Kim Janda, Ph.D., har arbetat med nya terapeutiska ingrepp som kan kunna förhindra huvuddelen av dödsfall från opioidöverdosering.

Janda och hans team har utvecklat experimentella vacciner som har visat sig hos gnagare som trubbat de dödliga effekterna av fentanyl - som har drivit högkonjunkturen för opioiddöd - liksom dess ännu mer dödliga kusin, carfentanil, en växande källa till överdoser och ett kemiskt terrorhot.

"Syntetiska opioider är inte bara extremt dödliga, men också beroendeframkallande och lätt att tillverka, gör dem till ett formidabelt hot mot folkhälsan, särskilt när coronakrisen påverkar psykisk hälsa negativt, säger Janda, Ely R. Callaway, Jr. Professor i kemi vid Scripps Research. "Vi har visat att det är möjligt att förhindra dessa onödiga dödsfall genom att framkalla antikroppar som hindrar läkemedlet från att nå hjärnan."

En gång i hjärnan, syntetiska opioider får kroppen att bromsa andningen. När för mycket av läkemedlen konsumeras, vilket är lätt att göra, andningen kan sluta helt. I en rad experiment med möss, Jandas vacciner "avlägsnade" de potenta läkemedelsmolekylerna för att hindra dem från att interagera med hjärnan och kroppen, därmed motarbetas farliga andningssymtom.

Fynden dyker upp idag ACS kemisk biologi .

Janda föreställer sig att vaccinet används i ett antal scenarier, inklusive nödsituationer för behandling av överdoser, som terapi för personer med missbruksstörning, och som ett sätt att skydda militär personal som kan utsättas för opioider som kemiska vapen. De kan till och med vara till hjälp för polishundar som är utbildade söker efter dessa dödliga droger.

"Data om andningsdepression vi visar är fenomenala för både fentanyl och karfentanil, vilket ger oss hopp om att detta tillvägagångssätt kommer att fungera för att behandla ett antal opioidrelaterade sjukdomar, Säger Janda.

En lång väg från "mirakelmedicin"

Opioider är en mångsidig klass av läkemedel som har använts för att lindra smärta i mer än 200 år, även om landskapet har tagit en kraftig vändning de senaste decennierna. Smärtstillande läkemedel morfin, isolerad från opium, beskrevs som ett mirakelmedicin i början av 1800 -talet. Inte långt efter, drogtillverkare skapade en syntetisk form, heroin, som en förmodligen icke-beroendeframkallande morfinersättning. (Läkemedlets problematik blev tydlig på 1920 -talet, föranleder reglering.)

Dock, det var inte förrän i slutet av 1990 -talet som opioider började utlösa en folkhälsokris som präglades av utbredd överanvändning av opioidmedicin, både från recept och olaglig försäljning av drogerna.

I dag, problemet har nått ett nytt crescendo. I december, Centers for Disease Control and Prevention förklarade det högsta antalet dödsfall vid överdosering som någonsin registrerats under en 12-månadersperiod, med syntetiska opioider - främst fentanyl, skapat i olagliga laboratorier - som huvudkälla.

Anses också som ett terroristvapen

Fentanyl är mycket starkare än de flesta andra opioider, upp till 100 gånger starkare än morfin. Carfentanil, under tiden, är upp till 10, 000 gånger starkare än morfin, Janda säger, vilket gör det till det dödligaste av alla. Det används ofta inom veterinärmedicin för att lugna stora djur som elefanter.

Även om carfentanil inte är lika välkänt som ett gatudrog, det används alltmer som äktenskapsbrott i heroin och kokain, vilket leder till oväntade överdoser av läkemedel. Det kan också leda till dödsfall vid överdosering av oavsiktlig exponering, som i veterinär- eller polisinställningar. Att ha ett nödvaccin till hands kan motverka dessa risker.

Janda säger att syntetiska opioider också anses vara ett terroristvapen; de kan tillverkas i stora mängder och i flera former, inklusive tabletter, pulver och spray. De absorberas lätt genom huden eller genom inandning. En enda terroristattack med carfentanil kan vara dödlig för ett stort antal människor, han säger.

"Tyvärr, ökningen av incidenter med överdosering av karfentanil och fentanyl lägger ytterligare belastning på redan överväldigade folkhälsovårdssystem som för närvarande kämpar mot en pandemi, "Säger Janda." Vi ser fram emot att fortsätta vår vaccinforskning och översätta den till kliniken, där vi kan börja påverka opioidkrisen. "