Intrappolare composti tossici con "cestini molecolari" Una nuova ricerca mostra risultati promettenti con agenti nervini simulati

I ricercatori hanno sviluppato molecole di design che potrebbero un giorno essere in grado di cercare e intrappolare agenti nervini mortali e altri composti tossici nell'ambiente e forse negli esseri umani. Gli scienziati, guidato da chimici organici della Ohio State University, chiamate queste nuove particelle “cestini molecolari”. Come il nome suggerisce, queste molecole hanno la forma di cesti e la ricerca in laboratorio ha dimostrato che possono trovare agenti nervini simulati, ingoiarli nelle loro cavità e intrappolarli per una rimozione sicura.

In un nuovo studio pubblicato in Chimica: un giornale europeo, i ricercatori hanno fatto il primo passo nella creazione di versioni che potrebbero avere un potenziale per l'uso in medicina.

“Il nostro obiettivo è sviluppare nanoparticelle in grado di intrappolare i composti tossici non solo nell'ambiente, ma anche dal corpo umano," disse Jovica Badjic, capofila del progetto e docente di chimica e biochimica all'Ohio State.

La ricerca si concentra su agenti nervini, a volte chiamato gas nervino, che sono veleni chimici mortali che sono stati usati in guerra.

In uno studio pubblicato lo scorso anno sul Giornale della Società chimica americana, Badjić e i suoi colleghi hanno creato cesti molecolari con amminoacidi attorno ai bordi. Questi amminoacidi hanno aiutato a trovare agenti nervini simulati in un ambiente liquido e a dirigerli nel cestello.

I ricercatori hanno quindi avviato una reazione chimica facendo brillare una luce con una particolare lunghezza d'onda sui cestelli. La luce ha fatto sì che gli amminoacidi rilasciassero una molecola di anidride carbonica, che intrappolava efficacemente gli agenti nervini all'interno dei cestini. Il nuovo complesso molecolare, non più solubile in acqua, precipita (o separa) dal liquido e diventa un solido.

“Possiamo quindi filtrare molto facilmente i cesti molecolari contenenti l'agente nervino e lasciarci con acqua purificata,ha detto Badjic.

Da allora i ricercatori hanno creato una varietà di cesti molecolari con forme e dimensioni diverse, e diversi gruppi di amminoacidi attorno al bordo.

“Dovremmo essere in grado di sviluppare cesti che prenderanno di mira una varietà di tossine diverse," Egli ha detto. “Non sarà una bacchetta magica, non funzionerà con tutto, ma possiamo applicarlo a obiettivi diversi”.

Mentre questa prima ricerca ha mostrato la promessa di cesti molecolari nell'ambiente, gli scienziati volevano vedere se potevano sviluppare strutture simili in grado di eliminare agenti nervini o altre tossine dagli esseri umani.

In questo caso, non vorresti che i cestini con gli agenti nervini si separassero dal sangue, ha detto Badjic, perché non ci sarebbe un modo semplice per rimuoverli dal corpo.

Nel loro nuovo giornale, Badjić e i suoi colleghi hanno sviluppato un cestello molecolare con un particolare tipo di aminoacido, l'acido glutammico, attorno al bordo. Ma qui hanno sperimentato l'espulsione di più molecole di anidride carbonica quando hanno esposto i cesti molecolari alla luce.

In questo caso, hanno scoperto che i cesti molecolari potrebbero intrappolare gli agenti nervini simulati come hanno fatto nella ricerca precedente, ma non precipitarono dal liquido. Anziché, le molecole assemblate in masse.

"Abbiamo scoperto che si aggregavano in nanoparticelle: minuscole sfere costituite da una massa di cesti con agenti nervini intrappolati all'interno," Egli ha detto.

“Ma sono rimasti in soluzione, il che significa che potrebbero essere cancellati dal corpo.

Ovviamente, non puoi usare la luce all'interno del corpo. Badjić ha affermato che la luce potrebbe essere utilizzata per creare nanoparticelle all'esterno del corpo prima che vengano immesse nei medicinali.

Ma Badjić ha notato che questa ricerca è ancora scienza di base svolta in laboratorio e non è pronta per l'uso nella vita reale.

“Sono entusiasta del concetto, ma c'è ancora molto lavoro da fare," Egli ha detto.

fonte: notizie.osu.edu, di Jeff Grabmeier