Chemisti Proiectarea nedefinita pentru a ajuta la capturarea agentilor nervosi mortali

Livrate inofensiv pe vârful unei umbrele sau a unei chei de ușă, agenții nervoși sunt simbolul liniștit, dar mortal. Prin tăierea controlului muscular pentru a respira, rezultatul final al acestor agenți de război chimic este asfixierea într-o chestiune de minute dureroase.

A trata cu acești compuși neplăceri a cerut în mod tipic un cocktail de substanțe chimice, însă au fost publicate noi cercetări Chimie - Un Jurnal European stabilește o altă metodă potențială de apărare împotriva acestor tipuri de arme. Oamenii de stiinta de la Universitatea de Stat din Ohio au explorat recent posibilitatea utilizarii unor "coșuri moleculare" pentru a capta agenti nervosi sau alti agenti daunatori cu aer, cu speranta viitoare de utilizare biologica.

Cum funcționează aceste coșuri moleculare?

Jovica Badjic, profesor de chimie și biochimie la Universitatea de Stat din Ohio, a creat moleculele de designer în formă de coșuri. Fiecare moleculă are un aminoacid pe jantă, care ajută la specificarea a ceea ce va viza coșul. Atunci când echipa luminează lumina ultravioletă asupra acestor molecule, compușii pierd molecule de dioxid de carbon, care forțează coșul să se unească și să agregate, culegând agenți nervos de-a lungul drumului pentru a forma o masă colectivă.

În cercetările anterioare, aceste molecule activate cu lumină au format un solid cu ușurință detașabil. Deși promite într-un rezervor de apă, crearea unui solid în interiorul corpului nu este o idee grozavă. În cel mai recent studiu Badjic, coșurile moleculare cu acid glutamic s-au adunat împreună ca nanoparticule în loc de un solid. Deoarece acestea sunt particule mici (cu diametrul de 50-100 nm) și au rămas în soluție, ar putea fi teoretic doar să treacă printr-un corp uman și să iasă fără probleme.

Nanoparticulele au fascinat comunitatea de cercetare ca pe un instrument promitator de livrare a drogurilor - în special pentru combaterea cancerului - pentru o lungă perioadă de timp. În acest caz, în locul livrării de substanțe în organism, noul coș molecular al lui Badjic se bazează pe luarea unei substanțe. Odată rafinat, nanoparticulele ar putea fi consumate înainte de a intra în zonele de conflict sau să fie integrate în cocktailul de tratament actual.

Când vine vorba de agenți nervoși, viteza este o parte importantă a ecuației, deoarece acestea pot acționa într-o chestiune de câteva minute sau se întind pe parcursul zilelor.

"Cred că procesul de recunoaștere moleculară este destul de rapid", spune Badjic. "Dacă nanoparticulele sunt deja în organism, veți scădea concentrația de agenți nervoși în soluție și veți încetini procesul."

Coșurile moleculare aplicate se vor îndrepta împotriva obiectivului agentului nervos de a se lega de enzima acetilcholinesterază (AChE). Agenții nervoși se leagă la AChE pentru a bloca producerea unui neurotransmițător care permite corpului să comunice cu organele sale. Prin colectarea agenților nervoși și îndepărtarea acestora înainte ca această legătură să se întâmple, coșurile moleculare ar putea fie să prevină sau să reducă intensitatea acestui atac în organism, deschizând calea celorlalte medicamente, cum ar fi diazepamul și midazolamul (anticonvulsivanții), pentru a termina luptă.

Moleculele lui Badjic pot avea, de asemenea, o utilizare atunci când organismul nu se află sub o numărătoare inversă toxică. Agenții nervoși și pesticidele au, de fapt, o structură moleculară similară - suficient de asemănătoare încât coșurile moleculare le-ar putea lua și ele.

"Există aproximativ 200.000 de decese pe an din cauza pesticidelor", spune Badjic. "Aceasta este, de asemenea, o problemă serioasă care trebuie rezolvată". În timp ce nu sunt la fel de otrăviți ca agenții nervoși, pesticidele joacă un joc pe termen lung, deoarece sunt legate de boli cum ar fi cancerul și boala Alzheimer.

Ce urmeaza?

"Mi-ar plăcea foarte mult să văd cum funcționează coșurile moleculare în sistemele biologice", spune Badjic. Echipa a confirmat deja că nanoparticulele lucrează în urină; sânge este următorul mediu de testat, deși testarea soluțiilor individuale este încă departe de panourile biologice complete.

În viitor, Badjic își imaginează că nanoparticulele goale ar putea să elibereze cocktail-ul agentului nervos și să colecteze resturile pentru a fi transportate în afara corpului.

"Sunt incantat de rezultatul", spune Badjic. "Nu vreau să fiu prea departe."