L'agente nervino VX, i suoi simulanti e i prodotti di degradazione. Il VX è chimicamente simile sia ai comuni organofosfati usati come insetticidi (a sinistra) (al centro e in basso) sia ai suoi prodotti di degradazione ancora tossici (a destra). Credito:Progressi scientifici (2022). DOI:10.1126/sciadv.abh3421
Un team che include scienziati di Rutgers ha progettato una proteina sintetica che rileva rapidamente le molecole di un agente nervino mortale che è stato classificato dalle Nazioni Unite come un'arma di distruzione di massa e potrebbe essere utilizzata in un attacco di guerra chimica.
Questo sviluppo potrebbe aprire la strada a una nuova generazione di biosensori e trattamenti su misura che potrebbero essere impiegati contro l'agente di guerra chimica, hanno affermato gli scienziati.
Come descritto in Progressi scientifici , il team ha creato la proteina attraverso un design speciale su computer ad alta velocità nei laboratori Rutgers.
"Abbiamo realizzato una proteina artificiale che lega un bersaglio chimico, in questo caso l'agente nervino VX", ha affermato Vikas Nanda, autore dello studio e scienziato del Rutgers' Center for Advanced Biotechnology and Medicine (CABM). "Volevamo progettarlo per generare un segnale che potesse essere accoppiato a un dispositivo, creando un biosensore per armi chimiche. E ci siamo riusciti."
VX è un composto chimico inodore, insapore, prodotto dall'uomo, che è il più tossico e ad azione rapida tra tutti gli agenti di guerra chimica conosciuti. Agisce attaccando il sistema nervoso, provocando paralisi muscolare e morte per asfissia in pochi minuti. Poiché VX è classificato come un'arma di distruzione di massa, ai paesi è vietato immagazzinarlo. Tuttavia, le nazioni possono immagazzinare piccole quantità per la ricerca.
Il team di Rutgers ha progettato la proteina in modo che avesse una cavità al centro che corrispondesse alla forma precisa e alla composizione chimica di VX. I collaboratori del City College di New York hanno preso il progetto Rutgers e prodotto una versione reale della proteina, l'hanno purificata e hanno spedito il campione su ghiaccio durante la notte a un impianto di test di armi chimiche approvato, MRIGlobal a Kansas City, Mo. Lì, la proteina è stata testato contro VX entro 24 ore.
"La proteina ha subito un drastico cambiamento di forma, seppellendo VX nella cavità che abbiamo progettato", ha affermato Nanda, che è anche professore nel dipartimento di biochimica e biologia molecolare presso la Rutgers Robert Wood Johnson Medical School. "Questo cambio di forma è il segnale che potrebbe essere accoppiato a un dispositivo sensore."
La proteina, ha detto Nanda, è in grado di rilevare VX a livelli mille volte più sensibili rispetto alle tecnologie attuali. Inoltre, la proteina non produce falsi positivi che si verificano quando i sensori odierni rilevano accidentalmente sostanze chimiche non nervose simili, come alcuni pesticidi.
Secondo il sito web dei Centri statunitensi per il controllo e la prevenzione delle malattie, VX o altri agenti nervini sono stati probabilmente usati nella guerra chimica durante la guerra Iran-Iraq negli anni '80. Esperti di armi chimiche hanno affermato che è stato utilizzato anche più di recente in guerra e, in un caso, in un omicidio. Sebbene siano disponibili antidoti per VX, sono più utili se somministrati il prima possibile dopo l'esposizione.
"Il metodo di progettazione presentato qui dovrebbe consentire lo sviluppo di una nuova generazione di biosensori, terapeutici e diagnostici", ha affermato Nanda.
Douglas Pike, uno studente laureato al CABM, è stato coinvolto nello studio. Inoltre, James McCann, Mia Brown e Ronald Koder del Dipartimento di Fisica, City College di New York, e David Crouse del Dipartimento di Ingegneria Elettrica e Informatica, Clarkson University, erano allo studio. + Esplora ulteriormente
