Los investigadores han desarrollado moléculas de diseño que algún día podrán buscar y atrapar agentes nerviosos mortales y otros compuestos tóxicos en el medio ambiente, y posiblemente en humanos.
Los científicos, dirigidos por químicos orgánicos de la Universidad Estatal de Ohio, llaman a estas nuevas partículas "cestas moleculares". Como su nombre lo indica, estas moléculas tienen forma de cestas y la investigación en el laboratorio ha demostrado que pueden encontrar agentes nerviosos simulados, tragaren sus cavidades y atraparlos para su eliminación segura.
En un nuevo estudio publicado en Química - Una revista europea , los investigadores dieron el primer paso para crear versiones que podrían tener potencial para su uso en medicina.
"Nuestro objetivo es desarrollar nanopartículas que puedan atrapar compuestos tóxicos no solo en el medio ambiente, sino también en el cuerpo humano", dijo Jovica Badjic, líder del proyecto y profesora de química y bioquímica en el estado de Ohio.
La investigación se centra en los agentes nerviosos, a veces llamados gases nerviosos, que son venenos químicos mortales que se han utilizado en la guerra.
En un estudio publicado el año pasado en el Revista de la Sociedad Americana de Química Badjic y sus colegas crearon canastas moleculares con aminoácidos alrededor de las llantas. Estos aminoácidos ayudaron a encontrar agentes nerviosos simulados en un ambiente líquido y los dirigieron a la canasta.
Luego, los investigadores comenzaron una reacción química al encender una luz con una longitud de onda particular en las canastas. La luz hizo que los aminoácidos arrojaran una molécula de dióxido de carbono, que atrapó efectivamente a los agentes nerviosos dentro de las canastas. El nuevo complejo de moléculas, noya no es soluble en agua, precipita o se separa del líquido y se convierte en sólido.
"Entonces podemos filtrar muy fácilmente las cestas moleculares que contienen el agente nervioso y dejarnos con agua purificada", dijo Badjic.
Desde entonces, los investigadores han creado una variedad de cestas moleculares con diferentes formas y tamaños, y diferentes grupos de aminoácidos alrededor del borde.
"Deberíamos poder desarrollar canastas que apunten a una variedad de toxinas diferentes", dijo. "No va a ser una bala mágica, no funcionará con todo, pero podemos aplicarlo a diferentesobjetivos "
Si bien esta investigación inicial mostró la promesa de cestas moleculares en el medio ambiente, los científicos querían ver si podían desarrollar estructuras similares que pudieran eliminar los agentes nerviosos u otras toxinas de los humanos.
En este caso, no querrás que las cestas con los agentes nerviosos se separen de la sangre, dijo Badjic, porque no habría una manera fácil de eliminarlas del cuerpo.
En su nuevo artículo, Badjic y sus colegas desarrollaron una cesta molecular con un tipo particular de aminoácido - ácido glutámico - alrededor de su borde. Pero aquí experimentaron con la expulsión de múltiples moléculas de dióxido de carbono cuando expusieron las cestas molecularesa la luz.
En este caso, descubrieron que las cestas moleculares podían atrapar los agentes nerviosos simulados como lo hicieron en la investigación anterior, pero no precipitaron del líquido. En cambio, las moléculas se ensamblaron en masas.
"Descubrimos que se agregaron en nanopartículas, esferas pequeñas que consisten en una masa de cestas con agentes nerviosos atrapados dentro", dijo.
"Pero se quedaron en la solución, lo que significa que podrían ser eliminados del cuerpo"
Por supuesto, no se puede usar la luz dentro del cuerpo. Badjic dijo que la luz se podría usar para crear nanopartículas fuera del cuerpo antes de ponerlas en medicamentos.
Pero Badjic señaló que esta investigación todavía es ciencia básica realizada en un laboratorio y no está lista para usarse en la vida real.
"Estoy entusiasmado con el concepto, pero todavía hay mucho trabajo por hacer", dijo.
Coautores de la Química: un artículo de European Journal fueron Sarah Border, Radoslav Pavolic, Lei Zhiquan y Michael Gunther del estado de Ohio; y Han Wang y Honggang Cui de la Universidad Johns Hopkins.
El estudio fue apoyado por una subvención de la National Science Foundation.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Ohio . Original escrito por Jeff Grabmeier. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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