Antioxidantforbindelser efterligner effektive grafenmidler, viser potentiale for terapier

Forskere ved Rice University har opdaget, at antioxidantforbindelser, der findes i planter og urter, efterligner adfærden af ​​højeffektivt grafenoxid, der bruges i biomedicinske applikationer. Resultaterne, rapporteret i tidsskriftet Carbon, kan føre til udviklingen af ​​nye terapier baseret på disse naturlige forbindelser.

Grafenoxid er et derivat af grafen, et enkelt lag af kulstofatomer arrangeret i et sekskantet gitter. Det har tiltrukket sig betydelig interesse inden for det biomedicinske område på grund af dets unikke egenskaber, herunder højt overfladeareal, fremragende biokompatibilitet og stærke antioxidantegenskaber. Imidlertid er den store produktion af grafenoxid ofte forbundet med giftige kemikalier og barske forhold, hvilket begrænser dens kliniske oversættelse.

I denne undersøgelse undersøgte Rice-forskerne antioxidantegenskaberne af naturligt forekommende forbindelser kendt som flavonoider. Flavonoider findes i en bred vifte af planter og urter og har vist sig at have forskellige sundhedsmæssige fordele, herunder antioxidant-, anti-inflammatoriske og anti-cancer-aktiviteter.

Holdet, ledet af Pulickel Ajayan, Benjamin M. og Mary Greenwood Anderson professor i ingeniørvidenskab og professor i materialevidenskab og nanoteknik, testede antioxidantegenskaberne af adskillige flavonoider, herunder quercetin, rutin og naringenin. De fandt ud af, at disse forbindelser udviste antioxidantegenskaber, der ligner grafenoxid i fjernelse af reaktive oxygenarter (ROS), som er skadelige molekyler, der kan beskadige celler og bidrage til kroniske sygdomme.

"Vi var overraskede over at opdage, at disse naturlige forbindelser kunne efterligne antioxidantaktiviteten af ​​grafenoxid, som er kendt for at være en af ​​de mest effektive antioxidanter," sagde Ajayan. "Denne opdagelse åbner op for nye muligheder for udvikling af naturlige antioxidantterapier."

Forskerne påviste yderligere, at flavonoider, ligesom grafenoxid, kunne beskytte celler mod oxidativ stress-induceret skade. De udsatte menneskelige lungeceller for hydrogenperoxid, et stærkt oxidationsmiddel, der kan forårsage celledød. Forbehandling med flavonoider reducerede celledøden væsentligt, hvilket tyder på, at disse forbindelser kunne tilbyde beskyttende virkninger mod oxidativ skade.

Undersøgelsen giver et proof-of-concept for brugen af ​​flavonoider som potentielle terapeutiske midler til oxidativ stress-relaterede sygdomme. Flavonoider har flere fordele i forhold til grafenoxid, herunder deres naturlige forekomst, biokompatibilitet og mangel på toksicitet. De kan potentielt bruges som kosttilskud eller inkorporeres i topiske formuleringer til hudpleje og sårheling.

"Vores resultater fremhæver potentialet af naturlige produkter i at efterligne egenskaberne af syntetiske materialer til biomedicinske anvendelser," sagde Ajayan. "Denne tilgang kan føre til udviklingen af ​​sikrere og mere bæredygtige terapier for en række sygdomme."