Ученые из Университета Мичиган (University of Michigan), Университета Колумбии (Columbia University) и Университета Кентуки (University of Kentucky) под руководством Рэми Л. Брим (Remy L. Brim) исследовали кокаиновую эстеразу CocE. Этот фермент ускоряет гидролиз кокаина и таким способом блокирует токсическое действие этого наркотического вещества. То есть он не позволяет кокаину и его метаболитам задерживаться в организме.
Фермент ученые позаимствовали у бактерии Rhodococcus sp. MB1, которая живет в почвенном слое возле корней коки (Erythroxylum coca). Ген, ответственный за синтез CocE, исследователи перенесли в геном кишечной палочки — Escherichia coli, чем заставили ее производить препарат.
"Почвенная бактерия Rhodococcus способна использовать кокаин в качестве единственного источника углерода и азота, которые необходимы для роста и размножения. У бактерии имеются кокаиновые эстеразы, которые инициируют процессы распада кокаина до конечных метаболитов. В 2000 году ученые из Британии уже предлагали использовать описанные свойства бактерии для обнаружения запрещенного кокаина", — говорит Реми Брим.
Химическое действие найденной эстеразы схоже с человеческим энзимом бутирилхлоринэстекразой, которая также доводит разложение кокаина до конечных метаболитов. Единственное отличие: бактериальный фермент делает это в 1000 раз быстрее.
Однако бактериальные корни потенциального лекарства доставили ученым большие проблемы, из-за которых использовать препарат для лечения людей до сих пор не удавалось. Оказалось, что энзим, который может в 1000 раз ускорить процесс восстановления наркомана, разрушается при температуре 37 °С. То есть даже в нормальном состоянии (а тем более в приступе лихорадки, которая сопровождает ломку) он, едва попав в кровь пациента, потеряет свои лечебные свойства. Поэтому исследователи провели ряд генетических манипуляций, после которых E. coli начала производить тугоплавкий по бактериальным меркам энзим.
Приспособленный к человеческим условиям фермент ученые из Мичиганского университета исследовали in vitro. Во-первых, модифицированный CocE оказался столь же эффективным, как и оригинальный бактериальный. Он достаточно быстро выводил из организма не только кокаин, но и два его метаболита — норкокаин и кокаэтилен. Во-вторых, он оказался инертным по отношению к метаболиту, по которому определяют, употреблял человек кокаин или нет. Так ученые нашли потенциальное лекарство для лечения кокаиновой интоксикации, которым нельзя скрыть факт употребления наркотиков.
Более того, предшествующие исследования на грызунах (NIH Swiss mice и Sprague Dawley rat) показали, что CocE оказывает благотворное влияние на сосуды, сердце и печень и восстанавливает организм после кокаиновой интоксикации.