Le condizioni di microgravità della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) potrebbero essere la chiave per migliorare la nostra comprensione di come combattere gli agenti nervini tossici come il Sarin e il VX. Questa è la speranza del progetto Countermeasures Against Chemical Threats (CounterACT) che fa parte di un'iniziativa del National Institutes of Health volta a sviluppare antidoti migliorati per gli agenti chimici.

"Con la crescente preoccupazione mondiale per l'uso di armi chimiche, c'è un interesse significativo nello sviluppo di migliori controsensitivi, " ha detto David A. Jett, dottorato di ricerca, direttore del programma CounterACT, Istituto Nazionale di Malattie Neurologiche e Ictus (NINDS), una parte del NIH.

Organofosfati (OP), una famiglia di sostanze chimiche che include diversi pesticidi e agenti nervini sarin e VX, bloccare l'attività dell'enzima acetilcolinesterasi (AChE). Questo enzima è fondamentale per consentire ai muscoli di rilassarsi dopo essere stati stimolati dal sistema nervoso. Quando l'attività di AChE è bloccata (ad esempio, dai PO), i muscoli non possono rilassarsi, portando alla paralisi e infine alla morte.

Lo sviluppo di antidoti a questo tipo di avvelenamento richiede una conoscenza dettagliata della struttura dell'enzima AChE. Fino ad ora, le forze di gravità sulla Terra hanno posto una sfida a quest'area di ricerca. È qui che entra in gioco viaggiare nello spazio.

Nel giugno di quest'anno, campioni dell'enzima AChE umano sono stati inviati al Laboratorio degli Stati Uniti della Stazione Spaziale Internazionale da un team di scienziati CounterACT guidati da Andrey Kovalevsky, dottorato di ricerca, Laboratorio nazionale di Oak Ridge a Oak Ridge, Tennessee, e Zoran Radic, dottorato di ricerca, Università della California, San Diego. Utilizzando questi campioni, gli astronauti stanno attualmente coltivando grandi cristalli di enzima puro di dimensioni che non possono essere formati sulla Terra a causa dell'interferenza della gravità.

"Sfruttando le condizioni di microgravità della Stazione Spaziale Internazionale, speriamo di crescere meglio, cristalli più uniformi che non siamo in grado di coltivare sulla Terra, " ha detto il dottor Kovalevsky.

Una volta che i cristalli sono cresciuti a una dimensione abbastanza grande, saranno riportati sulla Terra e analizzati con un sofisticato metodo di imaging chiamato diffrazione di neutroni che può fornire una visione a livello atomico dell'enzima.

"Utilizzando questa tecnica, saremo in grado di dare un'occhiata più da vicino a come l'enzima interagisce con pesticidi e agenti nervini e apprendere come il legame tra i due può essere invertito chimicamente, " ha detto il dottor Radic. "Questo metodo non funzionerebbe sui cristalli di enzimi più piccoli che possono essere coltivati ​​qui".

Gli antidoti all'esposizione all'OP riattivano l'AChE rompendo direttamente il suo legame chimico con l'OP. Però, la velocità con cui le contromisure oggi disponibili sono in grado di farlo è troppo lenta per essere pienamente efficaci. Questo progetto aiuterà i ricercatori a sviluppare antidoti che rompono il legame AChE-OP più rapidamente e che possono essere somministrati anche per via orale, che è un'altra chiave per affrontare l'esposizione su larga scala ai veleni nervosi.

"Sviluppare contromisure migliori contro questo tipo di agenti nervini è una spinta importante del nostro programma generale, " ha detto il dottor Jett. "Questo progetto è il tipo di scienza all'avanguardia che abbiamo immaginato quando abbiamo stabilito il programma CounterACT".