Gli scienziati del Texas A&M University Health Science Center (Texas A&M Health) hanno scoperto che un materiale di carbonio di dimensioni nanometriche derivato dall’ossidazione di fonti ricche di carbonio potrebbe essere utilizzato per trattare la sindrome di Down e altri disturbi associati ad alti livelli di idrogeno solforato.
Solfuro di idrogeno (H2 S) è conosciuto principalmente come sottoprodotto della produzione del petrolio caratterizzato dall'odore di "uovo marcio". Questo gas nocivo è prodotto naturalmente anche dalla decomposizione anaerobica, o fermentazione, della materia organica, quando i batteri distruggono il letame animale, i rifiuti alimentari e altra materia organica in assenza di ossigeno.
L'idrogeno solforato viene sintetizzato negli organismi viventi, dove svolge un ruolo vitale nella funzionalità delle ossa, del cervello, del fegato e dei reni, oltre a regolare la dilatazione dei vasi sanguigni e integrare la catena di trasporto degli elettroni.
Una delle condizioni più note associate ad alti livelli di idrogeno solforato è la sindrome di Down. Questa malattia genetica è associata nel tempo a un declino della funzione di molti sistemi, compresi il sistema muscolo-scheletrico e quello nervoso. Studi precedenti hanno ipotizzato che la riduzione dei livelli di H2 circolante S può migliorare la funzionalità negli individui con sindrome di Down. Tuttavia, l'idrogeno solforato è necessario per la normale funzione biologica, quindi inibire direttamente gli enzimi sintetizzanti potrebbe essere dannoso.
Uno studio innovativo e collaborativo condotto dal Dr. Thomas A. Kent, Robert A. Welch Chair Professor presso il Texas A&M Health Institute of Biosciences and Technology e la Texas A&M University School of Medicine, rivela come un materiale di carbonio di dimensioni nanometriche derivato da l'ossidazione di varie fonti ricche di carbonio può agire come mediatore di diverse reazioni terapeutiche e migliorare i risultati in modelli sperimentali che vanno da ictus, sanguinamento, trauma e tossine mitocondriali.
Questo articolo, pubblicato sulla rivista Advanced Materials , evidenzia la capacità del nanomateriale di carbonio di migliorare la funzione e la sopravvivenza delle cellule derivate dalla sindrome di Down.
La ricerca descrive come i nanomateriali di carbonio facilmente sintetizzati possano fornire un nuovo approccio per trattare i disturbi legati ai livelli tossici di idrogeno solforato in disturbi come la sindrome di Down e molti altri.
Invece di bloccarne la produzione, l’idrogeno solforato viene convertito nei suoi metaboliti che offrono molte funzioni favorevoli come la modifica delle proteine per migliorare la loro capacità di agire come antiossidanti. Questi materiali agiscono come enzimi sintetici di dimensioni nanometriche, chiamati nanozimi, che finora non hanno mostrato alcuna tossicità apparente in diversi modelli sperimentali e sono ben tollerati proteggendo dalle lesioni sia acute che croniche.
"Siamo entusiasti di questa ricerca perché crediamo di aver scoperto un modo per trattare molti disturbi utilizzando materiali a base di carbonio e un metodo di sintesi semplice e diretto", ha affermato Kent. "Ci auguriamo che questi materiali forniscano un nuovo approccio al trattamento dei disturbi legati all'alto contenuto di idrogeno solforato, convertendoli in metaboliti benefici come esemplificato dalla sindrome di Down.
"Continuiamo a trovare nuove azioni, che finora sono tutte favorevoli e potrebbero essere solo la punta dell'iceberg su ciò che questi materiali possono fare per supportare importanti funzioni biologiche in condizioni in cui sono minacciate", ha continuato.
Ulteriori informazioni: Paul J. Derry et al, Ossidazione dell'idrogeno solforato in polisolfuro e tiosolfato mediante un nanozima di carbonio:implicazioni terapeutiche con un'enfasi sulla sindrome di Down, Materiali avanzati (2023). DOI:10.1002/adma.202211241
Informazioni sul giornale: Materiali avanzati
Fornito dalla Texas A&M University
