En forskares erfarenhet från University of York när han såg sin partner på sjukhuset återhämta sig efter en dubbel lungtransplantation fick honom att designa och syntetisera nya kemiska medel som kan revolutionera den postoperativa patientvården.
Professor Dave Smith, vid universitetets kemiska institution, ledde ett internationellt team som utvecklade agenter som binder och eventuellt tar bort det antikoagulerande heparinet.
Professor Smith säger:”Jag satt vid min make Sams säng medan han återhämtade sig från en dubbel lungtransplantation när idén först kom till mig. Jag tillbringade en lång tid med att prata med kirurger om alla läkemedel de använde, och några av de problem de orsakade, och när jag satt där, tittar på alla rör, Jag insåg att mitt forskargrupp kanske kunde hjälpa. "
Ett av de läkemedel som används under en större operation är heparin som hjälper till att förhindra att blodet koagulerar. När patienten har återhämtat sig, dock, kirurgerna vill att blodproppen återupptas för att underlätta läkningsprocessen. För att göra detta använder de ett 'heparin -räddningsmedel', kallas protamin, för att ta bort heparin från patientens blodomlopp. Men i vissa fall, detta kan orsaka biverkningar, till exempel att patienter drabbas av anafylaktisk chock. Som ett resultat, läkare måste använda protamin försiktigt, vilket kan leda till ineffektiv koagulation.
"Jag insåg att min forskargrupp hade utvecklat expertis som kunde leda till att kemiska ämnen skulle binda, och kanske ta bort heparinet. Dessa kemiska medel kan utformas noggrant för att minimera biverkningar och på så sätt förbättra patientvården, Säger professor Smith.
Han designar små läkemedelsliknande molekyler, som spontant samlas i större nanostrukturer för att binda heparinet med hjälp av multivalenta (många bindningar) interaktioner. I den senaste forskningen, publicerad i Kemisk vetenskap , Professor Smith och hans team, som inkluderar forskare från University of Liverpool, University of Trieste, och Freie Universität Berlin visar att detta tillvägagångssätt fungerar in vitro i mänsklig plasma, vända effekten av heparin och låta koagulering börja.
Viktigt, systemet är biologiskt nedbrytbart om det inte är bundet till heparin, med molekylerna som långsamt bryts ner, vilket leder till demontering och inaktivering av nanostrukturer. Detta innebär att, i princip, mycket av denna förening kan användas, eftersom överskott kommer att vara mindre sannolikt att orsaka biverkningar.
Professor Smith tillägger:"Detta kan revolutionera det sätt på vilket kirurger vänder effekterna av heparin när operationen är klar. Jag kallar detta" självmonterade multivalenta "tillvägagångssätt för medicin som" SAMul "nanomedicin-till ära för Sam som gav mig initialen inspiration."
Nästa steg i forskningen kommer att innebära ytterligare optimering av medlen för att maximera deras bindning och ytterligare minimera deras toxicitet före in vivo tester och eventuella kliniska prövningar.
