Jeffrey Rimer, a Houstoni Egyetem vegyészmérnöki docense volt a vezető szerzője az augusztus 8-án a Nature online kiadásában megjelent tanulmánynak. A munka az első bizonyítékot szolgáltatja arra, hogy a hidroxicitrát (HCA) vegyület hatékony gátlója a kalcium-oxalát kristályok növekedésének, amely bizonyos körülmények között valóban képes feloldani ezeket a kristályokat. A kutatók azt is megmagyarázzák, hogyan működik.
Az eredmények kísérleti vizsgálatok, számítási tanulmányok és humán tanulmányok kombinációjának eredményei – mondta Rimer.
A vesekövek a vesék belsejében kialakuló apró, kemény ásványi lerakódások, amelyek a férfiak 12 százalékát, a nők hét százalékát érintik. A magas vérnyomás, a cukorbetegség és az elhízás növelheti a kockázatot, és a bejelentett előfordulási gyakoriság emelkedik.
A megelőző kezelés nem sokat változott az elmúlt három évtizedben. Az orvosok azt tanácsolják a kövek kialakulásának kockázatának kitett betegeknek, hogy igyanak sok vizet, és kerüljék az oxalátban gazdag ételeket, például a rebarbarát, az okra, a spenótot és a mandulát. Gyakran ajánlják a citrát (CA) szedését, kálium-citrát formájában, egy olyan táplálékkiegészítő formájában, amely lassíthatja a kristályok növekedését, de egyesek nem képesek elviselni a mellékhatásokat.
A projekt a munkatárs John Asplin, a Litholink Corporation nefrológusa által végzett előzetes munkából nőtt ki, aki a HCA-t javasolta lehetséges kezelésként. A HCA kémiailag hasonló a CA-hoz, és étrend-kiegészítőként is kapható.
“A HCA ígéretesnek tűnik, mint a vesekövek megelőzésének lehetséges terápiája” – írták a kutatók. “A HCA terápiaként előnyben részesíthető a CA-val (kálium-citrát) szemben.”
A tanulmány szerzői Rimer és Asplin mellett Giannis Mpourmpakis és végzős diákja, Michael G. Taylor a Pittsburghi Egyetemről; Ignacio Granja a Litholink Corporationtől, valamint Jihae Chung, az UH végzős diákja, aki Rimer laborjában dolgozik.
A CA és a HCA fej-fej mellett végzett vizsgálatok megállapították, hogy bár mindkét vegyület gátolja a kalcium-oxalát kristályok növekedését, a HCA hatásosabb volt, és olyan egyedi tulajdonságokat mutatott, amelyek előnyösek az új terápiák kifejlesztése szempontjából.
A kutatócsoport ezután atomerő-mikroszkópiával, vagyis AFM-mel tanulmányozta a kristályok, a CA és a HCA közötti kölcsönhatásokat reális növekedési körülmények között. Rimer szerint a technika lehetővé tette számukra, hogy valós időben, közel molekuláris felbontással rögzítsék a kristályok növekedését.
Chung megjegyezte, hogy az AFM-felvételek rögzítették, hogy a kristályok ténylegesen zsugorodnak, amikor meghatározott HCA-koncentrációknak vannak kitéve. Rimer gyanította, hogy a kezdeti megállapítás rendellenesség, mivel ritkán fordul elő, hogy egy kristály valóban feloldódik erősen túltelített növekedési oldatokban. Az irodalomban közölt leghatékonyabb inhibitorok egyszerűen megállítják a kristály növekedését.
Kiderült, hogy Chung kezdeti megállapítása helyes volt. Miután megerősítették, hogy lehetséges a kristályok feloldódása túltelített oldatokban, a kutatók ezután az okokat keresték, hogy megmagyarázzák, miért történt ez.
Mpourmpakis és Taylor sűrűségfunkcionál-elméletet (DFT) alkalmaztak — egy rendkívül pontos számítási módszert, amelyet az anyagok szerkezetének és tulajdonságainak tanulmányozására használnak –, hogy megvizsgálják, hogyan kötődik a HCA és a CA a kalciumhoz és a kalcium-oxalátkristályokhoz. Felfedezték, hogy a HCA erősebb kötést alakít ki a kristályfelszínekkel, ami olyan feszültséget idéz elő, amelyet látszólag a kalcium és az oxalát felszabadulása enyhít, ami a kristályok feloldódásához vezet.
A HCA-t emberi alanyokon is tesztelték, mivel hét ember három napon át szedte a kiegészítőt, így a kutatók megállapították, hogy a HCA kiválasztódik a vizelettel, ami a kiegészítő kezelésként való működésének feltétele.
Míg Rimer szerint a kutatás megalapozta a hatékony gyógyszer tervezését, kérdések maradtak. Hosszú távú biztonságosság, adagolás és további humán kísérletek szükségesek, mondta.
“De a kezdeti eredményeink nagyon ígéretesek” – mondta. “Ha in vivo is működik, hasonlóan a laboratóriumi kísérleteinkhez, a HCA-ban megvan a lehetőség, hogy csökkentse a krónikus vesekőbetegségben szenvedők előfordulási arányát.”