Nel mondo clandestino della guerra biochimica, i ricercatori sono continuamente alla ricerca di strategie innovative per contrastare gli agenti letali. I ricercatori guidati da Jin Kim Montclare, professore presso il Dipartimento di ingegneria chimica e biomolecolare, hanno intrapreso una missione pionieristica per sviluppare difese enzimatiche contro le minacce chimiche, come rivelato in un recente studio pubblicato su ChemistryOpen .
L'obiettivo del team è creare enzimi in grado di neutralizzare famigerati agenti bellici come il VX, rinomati per i loro effetti rapidi e devastanti sul sistema nervoso. Attraverso una meticolosa progettazione computazionale, hanno sfruttato il potere di enzimi come la fosfotesterasi (PTE), tradizionalmente adatti a disintossicare gli organofosfati presenti nei pesticidi, per colpire gli agenti VX.
Lo studio ha utilizzato tecniche computazionali per progettare una libreria diversificata di varianti PTE ottimizzate per prendere di mira gli agenti nervini organofosforici letali. Sfruttando un software di modellazione avanzato, come Rosetta, i ricercatori hanno creato meticolosamente varianti di enzimi su misura per migliorare l’efficacia contro queste formidabili minacce. Quando hanno testato queste nuove versioni di enzimi in laboratorio, hanno scoperto che tre di loro erano molto più bravi a scomporre VX e VR. Le loro scoperte hanno dimostrato l'efficacia di questi enzimi ingegnerizzati nel neutralizzare queste sostanze chimiche.
Un problema chiave nel trattamento di questi agenti risiede nell’urgenza dell’applicazione. In caso di esposizione, l’intervento rapido diventa fondamentale. La ricerca sottolinea le potenziali applicazioni, che vanno dalle misure profilattiche alla somministrazione immediata in seguito all'esposizione, sottolineando l'imperativo di un'azione rapida per mitigare gli effetti letali degli agenti.
Un altro problema chiave è la stabilità delle proteine, ovvero garantire che le proteine possano rimanere intatte e nel sito del tessuto interessato, il che è fondamentale per le applicazioni terapeutiche. Garantire che gli enzimi rimangano stabili all'interno del corpo ne migliora la longevità e l'efficacia, offrendo una protezione prolungata contro gli agenti chimici.
Guardando al futuro, il team di Montclare mira a ottimizzare ulteriormente la stabilità e l'efficacia degli enzimi, aprendo la strada ad applicazioni pratiche nella difesa chimica e nelle terapie. Il loro lavoro rappresenta un faro di speranza nella battaglia in corso contro le minacce chimiche, promettendo strategie più sicure ed efficaci per salvaguardare le vite.
Ulteriori informazioni: Jacob Kronenberg et al, La progettazione computazionale della fosfotriesterasi migliora l'efficienza della degradazione dell'agente V, ChemistryOpen (2024). DOI:10.1002/open.202300263
Fornito dalla NYU Tandon School of Engineering
