Kimiawan Merancang tidak terdefinisi untuk Membantu Menangkap Agen Saraf Mematikan

Disampaikan tanpa dosa di ujung payung atau gagang pintu, agen saraf adalah lambang tenang, tetapi mematikan. Dengan memutus kendali otot untuk bernafas, hasil akhir dari zat kimia ini adalah sesak napas dalam hitungan menit yang menyakitkan.

Berurusan dengan senyawa yang tidak menyenangkan ini biasanya membutuhkan campuran bahan kimia, tetapi penelitian baru yang dipublikasikan di Kimia - Jurnal Eropa menjabarkan metode pertahanan potensial lain terhadap senjata jenis ini. Para ilmuwan di The Ohio State University baru-baru ini mengeksplorasi kemungkinan menggunakan sesuatu yang mereka sebut 'keranjang molekuler' untuk menangkap agen saraf atau agen berbahaya lainnya yang mengandung udara dengan harapan masa depan untuk penggunaan biologis.

Bagaimana 'Keranjang Molekuler' Ini Bekerja?

Jovica Badjic, profesor kimia dan biokimia di The Ohio State University, menciptakan molekul perancang dalam bentuk keranjang. Setiap molekul memiliki asam amino pada pelek yang membantu menentukan target keranjang. Ketika tim menyinari sinar ultraviolet pada molekul-molekul ini, senyawa tersebut kehilangan molekul karbon dioksida, yang memaksa keranjang untuk berkumpul dan berkumpul, mengambil agen saraf di sepanjang jalan untuk membentuk massa kolektif.

Dalam penelitian sebelumnya, molekul yang teraktivasi cahaya ini membentuk padatan yang mudah dilepas. Meskipun menjanjikan dalam tangki air, membuat padatan di dalam tubuh bukanlah ide bagus. Dalam penelitian Badjic terbaru, keranjang molekul dengan asam glutamat berkumpul bersama sebagai nanopartikel, bukan padatan. Karena ini adalah partikel kecil (berdiameter 50-100 nm) dan bertahan dalam larutan, mereka secara teoritis hanya dapat melewati tubuh manusia dan keluar tanpa masalah.

Nanopartikel telah memikat komunitas penelitian sebagai alat yang menjanjikan untuk pengiriman obat - terutama untuk memerangi kanker - untuk waktu yang lama. Dalam hal ini, alih-alih mengirimkan zat ke dalam tubuh, keranjang molekul baru Badjic memanfaatkan untuk mengeluarkan suatu zat. Setelah disempurnakan, partikel nano dapat dikonsumsi sebelum memasuki daerah konflik atau diintegrasikan ke dalam koktail pengobatan saat ini.

Ketika datang ke agen saraf, kecepatan adalah bagian penting dari persamaan, karena mereka dapat bertindak dalam hitungan menit atau rentang beberapa hari.

"Saya percaya proses pengenalan molekuler cukup cepat," kata Badjic. "Jika partikel nano sudah ada di dalam tubuh, Anda menurunkan konsentrasi agen saraf dalam larutan, dan Anda memperlambat prosesnya."

Keranjang molekul dalam aplikasi akan berpacu melawan tujuan agen saraf untuk berikatan dengan enzim asetilkolinesterase (AChE). Agen saraf berikatan dengan AChE untuk memblokir produksi neurotransmitter yang memungkinkan tubuh untuk berkomunikasi dengan organ-organnya. Dengan mengumpulkan agen saraf dan membawanya pergi sebelum koneksi ini terjadi, keranjang molekul dapat mencegah atau mengurangi intensitas serangan ini dalam tubuh, membuka jalan bagi obat-obatan lain, seperti diazepam dan midazolam (antikonvulsan), untuk menyelesaikan pertarungan.

Molekul Badjic juga dapat digunakan ketika tubuh tidak berada dalam hitungan mundur toksik. Agen saraf dan pestisida sebenarnya memiliki struktur molekul yang sama - cukup mirip sehingga keranjang molekul juga dapat mengambilnya.

"Ada sekitar 200.000 kematian per tahun karena pestisida," kata Badjic. "Ini juga merupakan masalah serius yang perlu ditangani." Sementara tidak sedekat racun seperti agen saraf, pestisida memainkan permainan jangka panjang, karena mereka terkait dengan penyakit seperti kanker dan penyakit Alzheimer.

Apa Selanjutnya?

“Saya benar-benar ingin melihat bagaimana keranjang molekuler beroperasi dalam sistem biologis,” kata Badjic. Tim sudah mengkonfirmasi bahwa nanopartikel bekerja dalam urin; darah adalah lingkungan berikutnya untuk diuji, meskipun pengujian solusi individu masih jauh dari panel biologis penuh.

Di masa depan, Badjic membayangkan nanopartikel berlubang bisa memberikan koktail agen saraf dan mengumpulkan sisa-sisa untuk dibawa keluar tubuh.

"Saya senang dengan hasilnya," kata Badjic. "Aku hanya tidak ingin terlalu jauh ke depan."