Undersøgelse kaster lys over udviklingen af ​​nye modgifte mod nervestoffer

En ny artikel blev publiceret i Chemico-Biological Interactions af Sustainable Chemistry and Engineering-forskningsgruppen ved Tallinn University of Technology i samarbejde med kolleger fra Tjekkiet, Brasilien og Storbritannien. Denne undersøgelse kaster lys over anvendelser af eksisterende kompetence til at designe bionedbrydelige molekyler på en innovativ måde - for at udvikle nye modgifte mod organofosfatforgiftning.

Acetylcholinesterase (AChE) er et enzym involveret i nervesystemets korrekte funktion. Det katalyserer nedbrydningen af ​​neurotransmitteren acetylcholin. Hæmning af humant AChE er hovedmekanismen for toksiciteten af ​​såkaldte nervemidler - kemiske krigsmidler som Sarin, VX eller den nyligt berømte Novichok. Dette resulterer i akkumulering af acetylcholin ved synapser, hvilket fører til nervøs og respirationssvigt og død inden for få minutter.

Selvom de store verdensmagter er blevet enige om at opgive brugen af ​​kemiske våben og ødelægge deres lagre, er de vigtigste mellemprodukter nogle gange relativt nemme at syntetisere og bruge af terrorister eller slyngelstater. På trods af talrige anstrengelser fra forskere er der stadig ingen universelle reaktivatorer, der er tilstrækkelig effektive mod alle nervestoffer.

Yevgen Karpichev, en PI fra forskningsgruppen, siger:"Vores undersøgelse er det perfekte ægteskab mellem en bæredygtig tilgang til at skabe nye molekylære platforme og søgen efter nye modgifte - reaktivatorer af acetylcholinesterase, hæmmet af giftige organophosphorforbindelser."

"Vi har udviklet byggestenene til bionedbrydelige ioniske væsker (IL) og overfladeaktive stoffer i årevis ved at bruge en såkaldt 'benign-by-design' tilgang for at være bæredygtig i vores forskning. Samtidig har vi arbejdet på projekter viet til afgiftning af organiske fosfor-toksiske stoffer og kendte dette område godt. Vi ved, at principperne for bæredygtighed ikke altid anvendes på kemi i 'hårde tider'. I denne forskning har vi anvendt to af vores kompetencer på én gang>

De nye forbindelser afslører en bemærkelsesværdig aktivitet mod AChE inhiberet af nervegift VX, der overstiger konventionelle reaktivatorer. De viser sig at være ikke-toksiske for bakterier og svampe, har lav toksicitet over for pattedyrsceller og er ikke persistente, men er stabile i humant plasma.

"Dette arbejde repræsenterer en state-of-the-art undersøgelse på dette område og vil blive brugt til forbedring af humane acetylcholinesterase-reaktivatorer, der er kritisk vigtige til behandling af organophosphatforgiftning," tilføjer forskningsgruppelederen.

Flere oplysninger: Illia V. Kapitanov et al., Bæredygtige ioniske væskebaserede molekylære platforme til design af acetylcholinesterase-reaktivatorer, Kemisk-biologiske interaktioner (2023). DOI:10.1016/j.cbi.2023.110735

Leveret af Estonian Research Council