Gli enzimi artificiali fatti di carbone trattato potrebbero avere il potere di ridurre i livelli dannosi di superossidi, ioni radicali di ossigeno che sono tossici ad alte concentrazioni.

I nanozimi sviluppati da un team del Texas Medical Center sono antiossidanti altamente efficaci che abbattono le specie reattive dell'ossigeno (ROS) dannose prodotte in abbondanza in risposta a un infortunio o a un ictus.

I ricercatori hanno suggerito i materiali, descritto nella rivista dell'American Chemical Society Nanomateriali applicati ACS , potrebbe aiutare il trattamento dei pazienti COVID-19.

Il biocompatibile, carbone altamente solubile è una superossido dismutasi, ed è stato sintetizzato e testato da scienziati della Rice University, la McGovern Medical School dell'Università del Texas Health Science Center e il Texas A&M Health Science Center.

Superossido dismutasi, o SOD, smantellare i ROS in ossigeno molecolare ordinario e perossido di idrogeno. Nel progetto co-guidato dal chimico della Rice James Tour, i materiali precedenti sono stati testati con successo per la loro capacità di attivare il processo, compresi punti quantici di grafene estratti da carbone e cluster di carbonio idrofili di glicole polietilenico realizzati da nanotubi di carbonio.

Ora hanno scoperto che le nanoparticelle di carbone ossidato non sono solo antiossidanti efficaci, ma può anche essere ricavato da una fonte di carbone attivo poco costosa, certificato secondo le buone pratiche di fabbricazione (GMP) e già utilizzato nell'uomo per il trattamento dell'avvelenamento acuto.

"Il fatto che questi nanozimi siano realizzati da una fonte GMP apre le porte ai produttori di farmaci, " disse Giro, che ha guidato il progetto con il neurologo A&M Thomas Kent e il biochimico dell'UTHealth Ah-Lim Tsai. "Mentre il carbone era efficace, un problema è che può avere una varietà di elementi metallici tossici e impurità che non sono coerenti tra i campioni. E i cluster realizzati con nanotubi di carbonio sono molto costosi".

I nanozimi a forma di disco sono preparati da polvere, carbone medicale ossidato mediante trattamento con acido nitrico ad alta concentrazione. I nanozimi pullulano di gruppi funzionali contenenti ossigeno che producono superossidi in soluzione.

Tour ha notato che i nanozimi sono in grado di passare attraverso le membrane dei mitocondri delle cellule per estinguere una delle principali fonti di radicali liberi senza uccidere le cellule stesse. "Abbiamo pubblicato un articolo su questo di recente, " ha detto. "Questo sembra essere davvero importante per il motivo per cui questi funzionano così bene in lesioni cerebrali traumatiche e ictus".

I ricercatori hanno notato che potrebbe valere la pena studiare l'applicazione dei loro nanozimi per trattare le tempeste di citochine, un'eccessiva risposta del sistema immunitario all'infezione, sospettata di contribuire al danno ai tessuti e agli organi nei pazienti COVID-19.

"Mentre si ipotizza che queste particelle saranno utili nel COVID-19, se l'amministrazione è cronometrata correttamente, potrebbero ridurre i radicali dannosi che accompagnano la tempesta di citochine e potrebbero essere ulteriormente modificati chimicamente per ridurre altre caratteristiche che causano lesioni di questa malattia, " ha detto Kent.