Jeffrey Rimer, profesor nadzwyczajny inżynierii chemicznej na Uniwersytecie w Houston, był głównym autorem badania, opublikowanego 8 sierpnia w internetowym wydaniu Nature. Praca oferuje pierwsze dowody na to, że związek hydroksycytrynian (HCA) jest skutecznym inhibitorem wzrostu kryształów szczawianu wapnia, który, w pewnych warunkach, jest rzeczywiście w stanie rozpuścić te kryształy. Naukowcy wyjaśniają również, jak to działa.
Znaleziska są wynikiem połączenia badań eksperymentalnych, badań obliczeniowych i badań na ludziach, Rimer said.
Kamienie nerkowe są małe, twarde złogi mineralne, które tworzą się wewnątrz nerek, wpływając do 12 procent mężczyzn i siedem procent kobiet. Wysokie ciśnienie krwi, cukrzyca i otyłość mogą zwiększyć ryzyko, a zgłoszona częstość występowania jest na rise.
Preventive leczenie nie zmieniło się wiele w ciągu ostatnich trzech dekad. Lekarze mówią pacjentom, którzy są narażeni na ryzyko rozwoju kamieni, aby pili dużo wody i unikali pokarmów bogatych w szczawiany, takich jak rabarbar, okra, szpinak i migdały. Często zalecają przyjmowanie cytrynianu (CA), w postaci cytrynianu potasu, suplementu, który może spowolnić wzrost kryształów, ale niektórzy ludzie nie są w stanie tolerować skutków ubocznych.
Projekt wyrósł ze wstępnej pracy wykonanej przez współpracownika Johna Asplina, nefrologa w Litholink Corporation, który zasugerował HCA jako możliwe leczenie. HCA jest chemicznie podobny do CA i jest również dostępny jako suplement diety.
„HCA pokazuje obietnicę jako potencjalną terapię zapobiegającą kamieniom nerkowym”, napisali badacze. „HCA może być preferowany jako terapia ponad CA (cytrynian potasu).”
W uzupełnieniu do Rimer i Asplin, autorzy na papierze obejmują Giannis Mpourmpakis i jego studenta absolwent, Michael G. Taylor, z University of Pittsburgh; Ignacio Granja z Litholink Corporation, i Jihae Chung, absolwent UH student pracujący w laboratorium Rimer.
Badania typu head-to-head CA i HCA wykazały, że podczas gdy oba związki hamują wzrost kryształów szczawianu wapnia, HCA był silniejszy i wykazywał unikalne cechy, które są korzystne dla rozwoju nowych terapii.
Zespół badaczy użył mikroskopii sił atomowych, lub AFM, aby zbadać interakcje pomiędzy kryształami, CA i HCA w realistycznych warunkach wzrostu. Według Rimera, technika ta pozwoliła im rejestrować wzrost kryształów w czasie rzeczywistym z niemal molekularną rozdzielczością.
Chung zauważył, że obrazy AFM zarejestrowały kryształy faktycznie kurczące się pod wpływem określonych stężeń HCA. Rimer podejrzewał, że początkowe odkrycie było anomalią, ponieważ rzadko zdarza się, by kryształ faktycznie rozpuszczał się w wysoko przesyconych roztworach wzrostowych. Najbardziej skuteczne inhibitory opisane w literaturze po prostu powstrzymują kryształ przed wzrostem.
Okazało się, że początkowe odkrycie Chunga było prawidłowe. Po potwierdzeniu, że jest możliwe, aby rozpuścić kryształy w roztworach nasyconych, badacze następnie spojrzał na przyczyny, aby wyjaśnić, dlaczego tak się stało.
Mpourmpakis i Taylor zastosował teorię funkcjonalną gęstości (DFT) — bardzo dokładna metoda obliczeniowa wykorzystywana do badania struktury i właściwości materiałów — aby rozwiązać, jak HCA i CA wiążą się z wapniem i do kryształów szczawianu wapnia. Odkryli, że HCA tworzy silniejsze wiązanie z powierzchniami kryształów, wywołując naprężenie, które jest pozornie złagodzone przez uwolnienie wapnia i szczawianu, prowadząc do rozpuszczenia kryształu.
HCA został również przetestowany na ludziach, jak siedem osób wzięło suplement przez trzy dni, pozwalając naukowcom określić, że HCA jest wydalany z moczem, wymóg dla suplementu do pracy jako treatment.
While Rimer powiedział, że badania ustanowione podstawy do projektowania skutecznego leku, pytania pozostają. Długoterminowe bezpieczeństwo, dawkowanie i dodatkowe próby na ludziach są potrzebne, he said.
„Ale nasze wstępne ustalenia są bardzo obiecujące,” powiedział. „Jeśli to działa in vivo, podobne do naszych prób w laboratorium, HCA ma potencjał, aby zmniejszyć częstość występowania u ludzi z przewlekłą chorobą kamieni nerkowych.”
.