Narażenie człowieka na substancje zawierające metale następuje poprzez środowisko i/lub zabiegi medyczne, dlatego ważne jest zrozumienie, co te związki robią po wejściu do organizmu. Jedną z takich substancji jest tiomersal (THI), środek bakteriobójczy na bazie rtęci, stosowany na całym świecie jako środek konserwujący w szczepionkach od lat pięćdziesiątych XX wieku, aby zapobiec rozwojowi bakterii w fiolkach ze szczepionkami podczas przechowywania. Naukowcy wciąż pracują nad zrozumieniem, jak THI zachowuje się po wejściu do ludzkich komórek, szczególnie w normalnych warunkach biologicznych.
Manon Fanny Degorge, Silas Mertz i profesor Jürgen Gailer z Uniwersytetu w Calgary postanowili szczegółowo zbadać tę kwestię. Ich badanie, opublikowane w recenzowanym czasopiśmie Inorganics, analizuje, w jaki sposób THI oddziałuje z naturalnie występującymi biomolekułami w organizmie, w szczególności z L-glutationem i L-cysteiną. Te dwie biomolekuły powszechnie występują wewnątrz komórek i odgrywają ważną rolę w utrzymaniu prawidłowych funkcji komórkowych, co oznacza, że pomagają utrzymać komórki stabilne i zdrowe. Wykorzystując zaawansowane metody laboratoryjne, naukowcy zbadali, jak THI reaguje z tymi biomolekułami w warunkach podobnych do panujących w organizmie człowieka.
Profesor Gailer i jego zespół odkryli, że THI nie pozostaje niezmienione w kontakcie z L-glutationem. Zamiast tego szybko reaguje, tworząc nowy związek składający się z L-glutationu i produktu rozkładu THI zawierającego rtęć. Profesor Gailer powiedział: „Kiedy THI przepuszczono przez kolumnę chromatograficzną z L-glutationem rozpuszczonym w fazie ruchomej, zaobserwowaliśmy utworzenie nowego związku rtęci, który wyeluował przed THI”. Frakcję tego nowego metabolitu zawierającego rtęć zbadano metodą ESI-MS i ujawniono tworzenie kompleksu etylortęć-L-glutation. Termin metabolit odnosi się do nowego związku chemicznego, który powstaje, gdy dwie substancje – w tym przypadku L-glutation i THI – reagują ze sobą.
Zespół badawczy profesora Gailera zaobserwował podobne wyniki, gdy L-cysteina – aminokwas powszechnie występujący w komórkach ssaków – została rozpuszczona w fazie ruchomej. Podsumowując, wyniki te sugerują, że obie biomolekuły odgrywają kluczową rolę w rozkładaniu THI w organizmie, chociaż mogą to robić z nieco inną szybkością ze względu na różną strukturę i dostępność.
Aby upewnić się, że ustalenia te są dokładne, profesor Gailer i jego zespół zastosowali uzupełniającą metodę potwierdzenia reakcji chemicznej, a mianowicie 199Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego Hg. Ta ostatnia metoda pozwala na obserwację zmian w środowisku wokół metalu – rtęci w przypadku THI – w trakcie jego udziału w reakcji chemicznej. Wszystkie wyniki prowadziły do tego samego wniosku: THI reaguje bezpośrednio z naturalnie występującymi biomolekułami. Profesor Gailer dodał: „Nasze wyniki pokazują, że L-glutation i L-cysteina, naturalne biocząsteczki występujące wewnątrz komórek, reagują z THI w normalnych warunkach występujących w ludzkim organizmie”, co potwierdza, że odkryte interakcje prawdopodobnie będą miały miejsce w normalnych warunkach wewnątrz ludzkich komórek.
Zrozumienie tego procesu jest ważne, ponieważ L-glutation odgrywa kluczową rolę w ochronie komórek i utrzymaniu ich prawidłowego funkcjonowania, zapobiegając uszkodzeniom. Nowo powstały metabolit zawierający etylortęć-L-glutation będzie zachowywał się inaczej w organizmie niż THI. Co ważne, powstanie tego nowego metabolitu może pomóc wyjaśnić zaobserwowany wcześniej wpływ THI na niektóre układy komórkowe, w tym blokowanie kanałów wapniowych, które odgrywają ważną rolę w homeostazie Ca2+.
Ogólnie rzecz biorąc, badanie profesora Gailera zapewnia jaśniejszy wgląd w prawdopodobny pierwszy etap tego, co dzieje się z THI po wejściu do organizmu. Pokazując, że THI może szybko reagować z powszechnymi biomolekułami znajdującymi się wewnątrz komórek, naukowcy dostarczają cennego wglądu w jego zachowanie biochemiczne. Chociaż potrzebne są dalsze badania, aby potwierdzić, czy reakcje te zachodzą w złożonych środowiskach biologicznych (np. wewnątrz czerwonych krwinek), odkrycia pomagają w zaprojektowaniu dalszych eksperymentów w celu ustalenia, co się dzieje, gdy kompleks etylortęci-L-glutationu reaguje z białkami w ludzkich komórkach organizmu.
Odniesienie do czasopisma
Degorge MF, Mertz S., Gailer J. „Degradacja dodatku do szczepionki Thiomersal przez L-glutation i L-cysteinę w fizjologicznym pH.” Substancje nieorganiczne, 2025; 13: 280. DOI: https://doi.org/10.3390/inorganics13090280
