Хіміки, що розробляють невизначене, допомагають захопити смертельних нервових агентів

Доставлені нешкідливо на кінчику парасольки або дверної ручки, нервові агенти є втіленням спокою, але смертельної. Відрізаючи м'язовий контроль, щоб дихати, кінцевим результатом цих агентів хімічної війни є задуха у справі болючих хвилин.

Робота з цими неприємними сполуками, як правило, вимагає коктейлю з хімікатів, але нові дослідження опубліковані в Росії Хімія - Європейський журнал викладає інший потенційний метод захисту від цих видів зброї. Вчені з Університету штату Огайо нещодавно дослідили можливість використання того, що вони називають "молекулярними кошиками", щоб захопити нервові агенти або інші шкідливі повітряні агенти з майбутніми надіями на біологічне використання.

Як працюють ці «молекулярні кошики»?

Jovica Badjic, професор хімії та біохімії Університету штату Огайо, створив дизайнерські молекули у формі кошиків. Кожна молекула має амінокислоту на ободі, яка допомагає визначити, на що спрямована корзина. Коли команда освітлює ультрафіолетове світло на цих молекулах, сполуки втрачають молекули вуглекислого газу, що змушує кошик зібратися разом і агрегувати, підбираючи нервові агенти на шляху до формування колективної маси.

У попередніх дослідженнях ці активовані світлом молекули утворювали легкозмінні тверді речовини. Незважаючи на багатообіцяючий резервуар у воді, створення твердого тіла в організмі не є чудовою ідеєю. У найостаннішому дослідженні Баджіча молекулярні кошики з глутаміновою кислотою з'єднувалися як наночастинки замість твердої речовини. Оскільки це дрібні частинки (50-100 нм в діаметрі) і залишилися в розчині, вони теоретично можуть просто пройти через людське тіло і вийти без проблем.

Наночастинки захопили дослідницьке співтовариство як перспективний інструмент для доставки ліків - зокрема, для боротьби з раком - протягом тривалого часу. У цьому випадку, замість того, щоб доставляти речовини в організм, нова молекулярна кошик Баджика отримує капітал від виведення речовини. Після очищення наночастинки можна було б споживати перед входом в конфліктні зони або інтегрувати в поточний коктейль для лікування.

Коли справа доходить до нервових агентів, швидкість є важливою частиною рівняння, оскільки вони можуть діяти протягом декількох хвилин або протягом декількох днів.

"Я вважаю, що процес молекулярного розпізнавання досить швидкий", - говорить Баджіч. "Якщо вже наночастинки знаходяться в організмі, ви знижуєте концентрацію нервових агентів у розчині, і ви уповільнюєте процес".

Молекулярні кошики, що застосовуються, будуть боротися проти мети з нервовим агентом для приєднання до ферменту ацетилхолінестерази (AChE). Нервові агенти зв'язуються з AChE для блокування продукції нейромедіатора, що дозволяє тілу спілкуватися з її органами. Збираючи нервові агенти і збиваючи їх перед тим, як це відбудеться, молекулярні кошики можуть або запобігти, або зменшити інтенсивність цього нападу в організмі, проклавши шлях для інших ліків, таких як діазепам і мідазолам (антиконвульсанти), щоб закінчити бій.

Молекули Баджика можуть також використовувати, коли тіло не піддається токсичному відліку. Нервові агенти і пестициди дійсно мають подібну молекулярну структуру - настільки ж схожу, що молекулярні кошики також можуть їх збирати.

"Щорічно через пестициди гине близько 200 тисяч", - говорить Баджіч. «Це також є серйозною проблемою, яку необхідно вирішити». Хоча пестициди відіграють довгострокову гру, оскільки вони пов'язані з такими хворобами, як рак та хвороба Альцгеймера.

Що далі?

"Мені б дуже хотілося бачити, як молекулярні кошики діють у біологічних системах", - каже Баджич. Команда вже підтвердила, що наночастинки працюють в сечі; кров є наступним середовищем для тестування, хоча тестування індивідуальних рішень ще далекі від повних біологічних панелей.

У майбутньому Баджик уявляє собі, як порожні наночастинки могли б доставити коктейль з нервовим агентом і зібрати залишки, щоб носити поза тілом.

"Я дуже схвильований результатом", - говорить Баджіч. "Я просто не хочу надто далеко."