Trækul et våben til at bekæmpe superoxid-induceret sygdom, skade

Kunstige enzymer lavet af behandlet trækul kunne have magten til at begrænse skadelige niveauer af superoxider, radikale oxygenioner, der er giftige ved høje koncentrationer.

Nanozymerne udviklet af et Texas Medical Center -team er yderst effektive antioxidanter, der nedbryder skadelige reaktive iltarter (ROS) produceret i overflod som reaktion på en skade eller slagtilfælde.

Forskerne foreslog materialerne, beskrevet i American Chemical Society journal ACS anvendte nanomaterialer , kan hjælpe behandling af COVID-19 patienter.

Den biokompatible, meget opløseligt trækul er en superoxiddismutase, og blev syntetiseret og testet af forskere ved Rice University, University of Texas Health Science Centers McGovern Medical School og Texas A&M Health Science Center.

Superoxid dismutaser, eller SOD'er, demontere ROS til almindelig molekylær oxygen og hydrogenperoxid. I projektet ledet af Rice-kemikeren James Tour, tidligere materialer blev testet med succes for deres evne til at aktivere processen, herunder grafen kvanteprikker trukket fra kul og polyethylenglycol-hydrofile kulstofklynger lavet af kulstofnanorør.

De har nu fundet ud af, at oxiderede trækulsnanopartikler ikke kun er effektive antioxidatorer, men kan også fremstilles af en aktivt kulkilde, der er billig, god fremstillingspraksis (GMP)-certificeret og anvendes allerede i mennesker til behandling af akut forgiftning.

"At disse nanozymer er fremstillet af en GMP -kilde, åbner døren for lægemiddelproducenter, " sagde Tour, der ledede projektet sammen med A&M-neurolog Thomas Kent og UTHs sundhedsbiokemiker Ah-Lim Tsai. "Mens kul var effektivt, et problem er, at det kan have en række giftige metalliske elementer og urenheder, der ikke er konsistente på tværs af prøver. Og klyngerne lavet af kulstof nanorør er meget dyre."

De disklignende nanozymer er fremstillet af pulveriseret, trækul af medicinsk kvalitet oxideret ved behandling med højkoncentreret salpetersyre. Nanozymerne vrimler med iltholdige funktionelle grupper, der sprænger superoxider i opløsning.

Tour bemærkede, at nanozymerne er i stand til at passere gennem membranerne i cellernes mitokondrier for at slukke en vigtig kilde til frie radikaler uden at dræbe selve cellerne. "Vi har udgivet et papir om dette for nylig, " sagde han. "Dette ser ud til at være virkelig vigtigt for, hvorfor disse fungerer så godt ved traumatisk hjerneskade og slagtilfælde."

Forskerne bemærkede, at det kan være umagen værd at undersøge anvendelsen af ​​deres nanozymer til behandling af cytokinstormene-et for stort immunsystemrespons på infektion-mistænkt for at bidrage til vævs- og organskade hos COVID-19-patienter.

"Selvom det spekuleres i, at disse partikler vil være nyttige i COVID-19, hvis administrationen er korrekt timet, de kunne reducere de skadelige radikaler, der ledsager cytokinstormen og kunne modificeres yderligere kemisk for at reducere andre skadesfremkaldende træk ved denne sygdom, " sagde Kent.