Kulstofmateriale i nanostørrelse kunne bruges til at behandle Downs syndrom

Forskere ved Texas A&M University Health Science Center (Texas A&M Health) har opdaget, at et kulstofmateriale i nanostørrelse, der stammer fra oxidation af kulstofrige kilder, kunne bruges til at behandle Downs syndrom og andre lidelser forbundet med høje niveauer af svovlbrinte.

Hydrogensulfid (H₂ S) er hovedsageligt kendt som et biprodukt fra olieproduktion, der er karakteriseret ved en lugt af "råddent æg". Denne skadelige gas produceres også naturligt fra den anaerobe nedbrydning eller gæring af organisk materiale - når bakterier nedbryder husdyrgødning, madaffald og andet organisk materiale uden ilt.

Svovlbrinte syntetiseres i levende organismer, hvor det spiller en afgørende rolle i knogle-, hjerne-, lever- og nyrefunktion, samt regulerer udvidelsen af ​​blodkar og supplerer elektrontransportkæden.

En af de mest kendte tilstande forbundet med høje niveauer af svovlbrinte er Downs syndrom. Denne genetiske lidelse er forbundet med et fald i funktion af mange systemer over tid, herunder muskel- og nervesystemet. Tidligere undersøgelser har antaget, at reduktion af niveauerne af cirkulerende H₂ S kan forbedre funktionen hos personer med Downs syndrom. Imidlertid er svovlbrinte nødvendigt for normal biologisk funktion, så direkte hæmning af synteseenzymer kan være skadelig.

En innovativ og kollaborativ undersøgelse ledet af Dr. Thomas A. Kent, Robert A. Welch Chair Professor ved Texas A&M Health Institute of Biosciences and Technology og Texas A&M University School of Medicine, afslører, hvordan et kulstofmateriale i nanostørrelse, der stammer fra oxidationen af ​​forskellige kulstofrige kilder kan fungere som en mediator af adskillige terapeutiske reaktioner og forbedre resultaterne i eksperimentelle modeller lige fra slagtilfælde, blødninger, traumer og mitokondrietoksiner.

Dette papir, offentliggjort i tidsskriftet Advanced Materials , fremhæver kulstofnanomaterialets evne til at forbedre funktion og overlevelse i Downs syndrom-afledte celler.

Forskningen beskriver, hvordan letsyntetiserede kulstofnanomaterialer kan give en ny tilgang til behandling af lidelser med toksiske niveauer af svovlbrinte i lidelser som Downs syndrom og mange andre.

I stedet for at blokere dets produktion omdannes svovlbrinte til dets metabolitter, der tilbyder mange gunstige funktioner, såsom at modificere proteiner for at forbedre deres evne til at fungere som antioxidanter. Disse materialer fungerer som syntetiske enzymer i nanostørrelse, kaldet nanozymer, som hidtil ikke har vist nogen tilsyneladende toksicitet i flere forskellige eksperimentelle modeller og tolereres godt, mens de beskytter mod både akutte og kroniske skader.

"Vi er begejstrede for denne forskning, fordi vi mener, at vi har opdaget en måde at behandle mange lidelser på ved hjælp af kulstofbaserede materialer og en ligetil, enkel syntesemetode," sagde Kent. "Vi håber, at disse materialer vil give en ny tilgang til behandling af lidelser med højt hydrogensulfid ved at omdanne dem til gavnlige metabolitter som eksemplificeret ved Downs syndrom.

"Vi bliver ved med at finde nye handlinger, som alle indtil videre er gunstige og måske kun er toppen af ​​isbjerget med hensyn til, hvad disse materialer kan gøre for at understøtte vigtige biologiske funktioner under forhold, hvor de er truet," fortsatte han.

Flere oplysninger: Paul J. Derry et al., Oxidation of Hydrogen Sulfide to Polysulfide and Thiosulfate by a Carbon Nanozyme:Therapeutic Impplications with an Emhas on Down Syndrome, Advanced Materials (2023). DOI:10.1002/adma.202211241

Journaloplysninger: Avanceret materiale

Leveret af Texas A&M University