I ricercatori hanno sviluppato molecole di design che un giorno potrebbero essere in grado di individuare e intrappolare agenti nervini mortali e altri composti tossici nell'ambiente e forse negli esseri umani.

Gli scienziati, guidato da chimici organici della Ohio State University, chiamate queste nuove particelle "cestini molecolari". Come il nome suggerisce, queste molecole hanno la forma di cestini e la ricerca in laboratorio ha dimostrato che possono trovare agenti nervini simulati, ingoiarli nelle loro cavità e intrappolarli per una rimozione sicura.

In un nuovo studio pubblicato su Chemistry—A European Journal, i ricercatori hanno fatto il primo passo nella creazione di versioni che potrebbero avere un potenziale per l'uso in medicina.

"Il nostro obiettivo è sviluppare nanoparticelle in grado di intrappolare composti tossici non solo nell'ambiente, ma anche dal corpo umano, " disse Jovica Badjic, capo del progetto e professore di chimica e biochimica all'Ohio State.

La ricerca si concentra sugli agenti nervini, a volte chiamato gas nervino, che sono veleni chimici mortali che sono stati usati in guerra.

In uno studio pubblicato lo scorso anno su Giornale della Società Chimica Americana , Badjic e i suoi colleghi hanno creato cestini molecolari con amminoacidi attorno ai bordi. Questi amminoacidi hanno aiutato a trovare agenti nervini simulati in un ambiente liquido e a dirigerli nel cestino.

I ricercatori hanno quindi avviato una reazione chimica facendo brillare una luce con una particolare lunghezza d'onda sui cestini. La luce ha fatto sì che gli amminoacidi rilasciassero una molecola di anidride carbonica, che effettivamente intrappolava gli agenti nervini all'interno dei cestini. Il nuovo complesso molecolare, non più solubile in acqua, precipita (o si separa) dal liquido e diventa solido.

"Possiamo quindi filtrare molto facilmente i cestini molecolari contenenti l'agente nervino ed essere lasciati con acqua purificata, " ha detto Badjic.

Da allora i ricercatori hanno creato una varietà di cestini molecolari con forme e dimensioni diverse, e diversi gruppi di amminoacidi intorno al bordo.

"Dovremmo essere in grado di sviluppare cestini che colpiranno una varietà di tossine diverse, " ha detto. "Non sarà una pallottola magica, non funzionerà con tutto, ma possiamo applicarlo a diversi obiettivi".

Mentre questa prima ricerca ha mostrato la promessa di cesti molecolari nell'ambiente, gli scienziati volevano vedere se potevano sviluppare strutture simili in grado di eliminare agenti nervini o altre tossine dagli esseri umani.

In questo caso, non vorresti che i cestini con gli agenti nervini si separassero dal sangue, Badjic ha detto, perché non ci sarebbe un modo semplice per rimuoverli dal corpo.

Nel loro nuovo documento, Badjic e i suoi colleghi hanno sviluppato un cesto molecolare con un particolare tipo di amminoacido, l'acido glutammico, attorno al bordo. Ma qui hanno sperimentato l'espulsione di più molecole di anidride carbonica quando hanno esposto i cesti molecolari alla luce.

In questo caso, hanno scoperto che i cesti molecolari potevano intrappolare gli agenti nervini simulati come avevano fatto nella ricerca precedente, ma non sono precipitati dal liquido. Anziché, le molecole assemblate in masse.

"Abbiamo scoperto che si aggregavano in nanoparticelle:minuscole sfere costituite da una massa di cesti con agenti nervini intrappolati all'interno, " Egli ha detto.

"Ma sono rimasti in soluzione, il che significa che potrebbero essere eliminati dal corpo."

Certo, non puoi usare la luce all'interno del corpo. Badjic ha affermato che la luce potrebbe essere utilizzata per creare nanoparticelle all'esterno del corpo prima che vengano inserite nei farmaci.

Ma Badjic ha notato che questa ricerca è ancora una scienza di base eseguita in laboratorio e non è pronta per l'uso nella vita reale.

"Sono entusiasta del concetto, ma c'è ancora molto lavoro da fare, " Egli ha detto.