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Entregados inocuamente en la punta de un paraguas o un pomo de la puerta, los agentes nerviosos son el epítome de la tranquilidad, pero mortal. Al cortar el control muscular para respirar, el resultado final de estos agentes de guerra química es la asfixia en cuestión de minutos dolorosos.
Tratar con estos compuestos desagradables típicamente ha requerido un cóctel de químicos, pero una nueva investigación publicada en Química - Una revista europea establece otro método potencial de defensa contra este tipo de armas. Los científicos de la Universidad Estatal de Ohio exploraron recientemente la posibilidad de usar algo que llaman "cestas moleculares" para capturar agentes nerviosos u otros agentes nocivos en el aire con futuras esperanzas para el uso biológico.
¿Cómo funcionan estas 'cestas moleculares'?
Jovica Badjic, profesora de química y bioquímica en la Universidad Estatal de Ohio, creó las moléculas de diseño en forma de canastas. Cada molécula tiene un aminoácido en el borde que ayuda a especificar a qué se dirigirá la canasta. Cuando el equipo emite luz ultravioleta sobre estas moléculas, los compuestos pierden moléculas de dióxido de carbono, lo que obliga a que la cesta se junte y agregue, recogiendo agentes nerviosos en el camino para formar una masa colectiva.
En investigaciones anteriores, estas moléculas activadas por la luz formaban un sólido fácilmente removible. Aunque es prometedor en un tanque de agua, crear un sólido dentro del cuerpo no es una gran idea. En el estudio más reciente de Badjic, las cestas moleculares con ácido glutámico se agruparon como nanopartículas en lugar de un sólido. Debido a que estas son partículas diminutas (50-100 nm de diámetro) y se mantuvieron en la solución, podrían, en teoría, pasar por un cuerpo humano y salir sin problemas.
Las nanopartículas han fascinado a la comunidad de investigación como una herramienta prometedora para la administración de medicamentos, especialmente para combatir el cáncer, durante mucho tiempo. En este caso, en lugar de entregar sustancias al cuerpo, la nueva cesta molecular de Badjic capitaliza sacar una sustancia. Una vez refinadas, las nanopartículas podrían consumirse antes de entrar en áreas de conflicto o integrarse en el cóctel de tratamiento actual.
Cuando se trata de agentes nerviosos, la velocidad es una parte importante de la ecuación, ya que pueden actuar en cuestión de minutos o de días.
"Creo que el proceso de reconocimiento molecular es bastante rápido", dice Badjic. "Si las nanopartículas ya están en el cuerpo, disminuye la concentración de agentes nerviosos en la solución y disminuye la velocidad del proceso".
Las cestas moleculares en aplicación competirían contra el objetivo del agente nervioso de unirse a la enzima acetilcolinesterasa (AChE). Los agentes nerviosos se unen a AChE para bloquear la producción de un neurotransmisor que le permite al cuerpo comunicarse con sus órganos. Al recolectar los agentes nerviosos y escurrirlos antes de que ocurra esta conexión, las cestas moleculares podrían prevenir o reducir la intensidad de este ataque dentro del cuerpo, allanando el camino para otros medicamentos, como diazepam y midazolam (anticonvulsivos), para terminar batalla.
Las moléculas de Badjic también pueden tener un uso cuando el cuerpo no está bajo una cuenta regresiva tóxica. Los agentes nerviosos y los pesticidas en realidad comparten una estructura molecular similar, lo mismo que las cestas moleculares también podrían recogerlos.
"Hay alrededor de 200,000 muertes por año debido a los pesticidas", dice Badjic. "Este también es un problema grave que debe abordarse". Aunque no son tan tóxicos como los agentes nerviosos, los pesticidas juegan un juego a largo plazo, ya que están relacionados con enfermedades como el cáncer y la enfermedad de Alzheimer.
¿Que viene despues?
"Realmente me gustaría ver cómo funcionan las cestas moleculares en los sistemas biológicos", dice Badjic. El equipo ya confirmó que las nanopartículas funcionan en la orina; La sangre es el siguiente entorno a probar, aunque las soluciones individuales de prueba aún están lejos de los paneles biológicos completos.
En el futuro, Badjic imagina que las nanopartículas huecas podrían entregar el cóctel de agentes nerviosos y recolectar los restos para llevar fuera del cuerpo.
"Estoy entusiasmado con el resultado", dice Badjic. "Simplemente no quiero ir demasiado lejos".
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