Las enzimas artificiales hechas de carbón tratado podrían tener el poder de reducir los niveles dañinos de superóxidos, iones radicales de oxígeno que son tóxicos en altas concentraciones.
Las nanozimas desarrolladas por un equipo del Centro Médico de Texas son antioxidantes altamente efectivos que descomponen las especies dañinas de oxígeno reactivo ROS producidas en abundancia en respuesta a una lesión o accidente cerebrovascular.
Los investigadores sugirieron los materiales, descritos en la revista American Chemical Society Materiales nano aplicados por ACS , podría ayudar al tratamiento de pacientes con COVID-19.
El carbón biocompatible, altamente soluble es una superóxido dismutasa, y fue sintetizado y probado por científicos de la Universidad de Rice, la Escuela de Medicina McGovern del Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas y el Centro de Ciencias de la Salud de Texas A&M.
Las superóxido dismutasas, o SOD, desmantelan ROS en oxígeno molecular ordinario y peróxido de hidrógeno. En el proyecto co-dirigido por el químico de Rice James Tour, los materiales anteriores fueron probados con éxito por su capacidad para activar el proceso, incluidos los puntos cuánticos de grafeno extraídos del carbóny grupos de polietilenglicol-carbono hidrofílico hechos de nanotubos de carbono.
Ahora han descubierto que las nanopartículas de carbón oxidado no solo son antioxidantes efectivos, sino que también pueden fabricarse a partir de una fuente de carbón activado que es económica, está certificada por las buenas prácticas de fabricación GMP y ya se está utilizando en humanos para tratar el envenenamiento agudo.
"Que estas nanozimas estén hechas de una fuente de GMP abre la puerta para los fabricantes de medicamentos", dijo Tour, quien dirigió el proyecto con el neurólogo de A&M Thomas Kent y el bioquímico de UTHealth Ah-Lim Tsai. "Si bien el carbón fue efectivo, un problema es quepuede tener una variedad de elementos metálicos tóxicos e impurezas que no son consistentes entre las muestras. Y los grupos hechos de nanotubos de carbono son muy caros ".
Las nanozimas en forma de disco se preparan a partir de carbón en polvo de grado médico oxidado por tratamiento con ácido nítrico altamente concentrado. Las nanozimas abundan en grupos funcionales que contienen oxígeno que destruyen los superóxidos en solución.
Tour observó que las nanozimas pueden pasar a través de las membranas de las mitocondrias de las células para extinguir una fuente importante de radicales libres sin matar las células mismas. "Publicamos un artículo sobre esto recientemente", dijo. "Esto parece ser realmenteimportante por qué funcionan tan bien en lesiones cerebrales traumáticas y derrames cerebrales "
Los investigadores señalaron que puede valer la pena estudiar la aplicación de sus nanozimas para tratar las tormentas de citoquinas, una respuesta excesiva del sistema inmunitario a la infección, sospechosas de contribuir al daño de tejidos y órganos en pacientes con COVID-19.
"Aunque se especula que estas partículas serán útiles en COVID-19, si la administración se programa correctamente, podrían reducir los radicales dañinos que acompañan a la tormenta de citoquinas y podrían modificarse químicamente para reducir otras características que causan lesiones de esta enfermedad,"Dijo Kent.
Gang Wu, profesor asistente de hematología en McGovern, y la estudiante graduada de Rice Emily McHugh son coautoras principales del estudio. Los coautores son Vladimir Berka, científico investigador principal de McGovern; los estudiantes graduados de Rice Weiyin Chen, Zhe Wangy Jacob Beckham; Trenton Roy, estudiante de Rice; y Paul Derry, profesor asistente en el Instituto de Biociencias y Tecnología de Texas A&M.
Tour es la Cátedra TT y WF Chao en Química, así como profesor de ciencias de la computación y de ciencia de los materiales y nanoingeniería en Rice. Kent es el Profesor Presidente Robert A. Welch en el Instituto de Biociencias y Tecnología de Texas A & M-HoustonCampus y profesor adjunto de química en Rice y en el Hospital Metodista de Houston. Tsai es profesor de hematología en UTHealth.
Los Institutos Nacionales de Salud y la Fundación Welch apoyaron la investigación.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rice . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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