Chemici navrhovaní nedefinované pomôcť zachytiť smrtiace nervových agentov

Nervózne látky, dodané neškodne na špičku dáždnika alebo kľučky, sú stelesnením ticha, ale smrteľného. Odrezaním svalovej kontroly nad dýchaním je konečným výsledkom týchto činiteľov chemickej vojny udusenie v bolestivých minútach.

Zaobchádzanie s týmito nepríjemnými zlúčeninami si typicky vyžadovalo koktail chemikálií, ale nový výskum bol publikovaný v Chémia - Európsky časopis predstavuje ďalší možný spôsob obrany proti týmto typom zbraní. Vedci na Štátnej univerzite v Ohiu nedávno preskúmali možnosť použitia niečoho, čo nazývajú „molekulárne košíky“ na zachytávanie nervových látok alebo iných škodlivých látok prenášaných vzduchom s budúcou nádejou na biologické použitie.

Ako fungujú tieto „molekulárne košíky“?

Jovica Badjic, profesor chémie a biochémie na Štátnej univerzite v Ohiu, vytvoril dizajnérske molekuly v tvare košov. Každá molekula má na okraji aminokyselinu, ktorá pomáha určiť, na čo sa bude kôš zameriavať. Keď tím osvetľuje ultrafialové svetlo na týchto molekulách, zlúčeniny strácajú molekuly oxidu uhličitého, ktoré nútia kôš, aby sa spojili a zhlukli, čím sa vyzbierajú nervové činidlá na ceste k vytvoreniu kolektívnej hmoty.

V predchádzajúcom výskume tieto svetlo aktivované molekuly tvorili ľahko odstrániteľnú pevnú látku. Aj keď sľubné v nádrži s vodou, vytvára pevné telo v tele nie je skvelý nápad. V najnovšej štúdii Badjica sa molekulárne košíky s kyselinou glutámovou zoskupili ako nanočastice namiesto pevnej látky. Pretože sú to malé častice (priemer 50-100 nm) a zostali v roztoku, mohli by teoreticky prechádzať cez ľudské telo a odísť bez problémov.

Nanočastice fascinovali výskumnú komunitu ako sľubný nástroj na dodávanie drog - najmä na boj proti rakovine - na dlhú dobu. V tomto prípade, namiesto dodávania látok do tela, Badjičov nový molekulárny kôš zúročuje užívanie látky. Po rafinácii by sa nanočastice mohli spotrebovať pred vstupom do konfliktných oblastí alebo by sa mohli integrovať do súčasného liečebného kokteilu.

Pokiaľ ide o nervové látky, rýchlosť je dôležitou súčasťou rovnice, pretože môžu pôsobiť v priebehu niekoľkých minút alebo rozpätia cez dni.

„Verím, že proces molekulárneho rozpoznávania je veľmi rýchly,“ hovorí Badjic. „Ak sú už v tele nanočastice, znížite koncentráciu nervových činidiel v roztoku a proces spomalíte.“

Molekulárne koše v aplikácii by pretekajú proti cieľu nervového činidla viazať sa na enzým acetylcholínesterázu (AChE). Nervové činidlá sa viažu na AChE, aby blokovali tvorbu neurotransmiteru, ktorý umožňuje telu komunikovať s jeho orgánmi. Zhromažďovaním nervových látok a ich šľahaním pred tým, ako sa toto spojenie stane, molekulárne koše môžu buď zabrániť alebo znížiť intenzitu tohto útoku v tele, čím sa pripravia podmienky pre ďalšie lieky, ako je diazepam a midazolam (antikonvulzíva), aby sa dokončili bitka.

Badjicove molekuly sa môžu používať aj vtedy, keď telo nie je pod odpočítavaním toxických látok. Nervové látky a pesticídy majú v skutočnosti podobnú molekulárnu štruktúru - dosť podobnú, aby ich mohli vyzdvihnúť aj molekulové košíky.

„Je to asi 200 000 úmrtí ročne kvôli pesticídom,“ hovorí Badjic. „Toto je tiež vážny problém, ktorý je potrebné riešiť.“ Zatiaľ čo nikde nie sú jedovaté ako nervové látky, pesticídy hrajú dlhodobú hru, pretože súvisia s chorobami, ako je rakovina a Alzheimerova choroba.

Čo príde ďalej?

„Naozaj by som rád videl, ako fungujú molekulárne koše v biologických systémoch,“ hovorí Badjic. Tím už potvrdil, že nanočastice fungujú v moči; Ďalším testovaným prostredím je krv, hoci testovanie jednotlivých roztokov je stále vzdialené od plných biologických panelov.

V budúcnosti si Badjic predstaví duté nanočastice, ktoré by mohli dodávať kokteil z nervového činidla a zbierať zvyšky, ktoré by sa prenášali mimo tela.

„Som nadšený z výsledku,“ hovorí Badjic. „Nechcem sa dostať príliš ďaleko.“