Chemici navrhování undefined pomoci zachytit smrtící nervové agenty

Nervové látky, dodané neškodně na špičku deštníku nebo kliky, jsou ztělesněním tiché, ale smrtící. Odříznutím svalové kontroly nad dýcháním je konečný výsledek těchto činitelů chemického boje udušením v bolestivých minutách.

Zacházení s těmito nepříjemnými sloučeninami typicky vyžadovalo koktejl chemikálií, ale nový výzkum byl publikován v Chemie - Evropský žurnál představuje další potenciální způsob obrany proti těmto typům zbraní. Vědci z Ohio State University nedávno prozkoumali možnost použití něčeho, co nazývají „molekulární košíky“, aby zachytili nervové látky nebo jiné škodlivé vzduchem nesené látky s nadějí na biologické využití.

Jak fungují tyto „molekulární košíky“?

Jovica Badjic, profesor chemie a biochemie na Ohio State University, vytvořil konstruktérské molekuly ve tvaru košů. Každá molekula má aminokyselinu na okraji, která pomáhá určit, na co bude koš zaměřen. Když tým na těchto molekulách svítí ultrafialové světlo, sloučeniny ztrácejí molekuly oxidu uhličitého, které nutí koš, aby se spojil a agregoval, vyzvedl nervové látky podél cesty k vytvoření kolektivní hmoty.

V předchozím výzkumu tyto lehce aktivované molekuly tvořily snadno odstranitelnou pevnou látku. I když slibuje v nádrži s vodou, vytvoření pevné látky uvnitř těla není skvělý nápad. V Badjicově nejnovější studii se molekulární košíky s kyselinou glutamovou spojily jako nanočástice namísto pevné látky. Protože se jedná o malé částice (o průměru 50-100 nm) a zůstaly v roztoku, mohly by teoreticky projít lidským tělem a odejít bez problému.

Nanočástice fascinovaly výzkumnou komunitu jako slibný nástroj pro poskytování drog - zejména v boji proti rakovině - na dlouhou dobu. V tomto případě Badjicův nový molekulární koš namísto toho, aby se látky do těla dodávaly, těží z odebírání látky. Po rafinaci mohou být nanočástice spotřebovány před vstupem do konfliktních oblastí nebo mohou být integrovány do současného léčebného koktejlu.

Pokud jde o nervové látky, rychlost je důležitou součástí rovnice, protože mohou působit během několika minut nebo rozpětí přes dny.

„Věřím, že proces rozpoznávání molekul je velmi rychlý,“ říká Badjic. „Pokud jsou již v těle nanočástice, snižujete koncentraci nervových látek v roztoku a proces zpomalujete.“

Molekulární koše v aplikaci by měly závodit proti cíli nervového činidla vázat se na enzym acetylcholinesterázu (AChE). Nervové látky se váží na AChE, aby blokovaly tvorbu neurotransmiteru, který umožňuje tělu komunikovat s jeho orgány. Shromážděním nervových látek a jejich šleháním před tím, než se toto spojení stane, by molekulární košíky mohly buď zabránit nebo snížit intenzitu tohoto útoku v těle, čímž připraví cestu pro další léky, jako je diazepam a midazolam (antikonvulziva), aby dokončily bitva.

Badjicovy molekuly mohou být také použity, když tělo není pod odpočítáváním toxických látek. Nervové látky a pesticidy ve skutečnosti sdílejí podobnou molekulární strukturu - takovou, že molekulární košíky je mohou také vyzvednout.

„Je to asi 200 000 úmrtí ročně kvůli pesticidům,“ říká Badjic. „To je také vážný problém, který je třeba řešit.“ Zatímco nikde zdaleka ne jedovatý jako nervové látky, pesticidy hrají dlouhodobou hru, protože jsou spojeny s nemocemi, jako je rakovina a Alzheimerova choroba.

Co přijde dál?

„Opravdu bych rád viděl, jak fungují molekulární košíky v biologických systémech,“ říká Badjic. Tým již potvrdil, že nanočástice pracují v moči; Dalším testovaným prostředím je krev, i když testování jednotlivých roztoků je stále vzdálené od plných biologických panelů.

V budoucnu si Badjic představí duté nanočástice, které by mohly přinést jak koktejl nervového činidla, tak sbírat zbytky, které by nesly mimo tělo.

„Jsem nadšený z výsledku,“ říká Badjic. "Já prostě nechci být příliš daleko."