Искусственные ферменты из древесного угля для борьбы с супероксидами

Искусственные ферменты (нанозимы), созданные из обработанного древесного угля, могут снижать повреждающий уровень супероксидов — токсичных при высоких концентрациях радикальных ионов кислорода.

Эти высокоэффективные антиоксиданты, разработанные командой из Техасского медицинского центра, расщепляют активные формы кислорода (ROS), которые в изобилии образуются при травме или инсульте.

Материалы, описанные в журнале ACS Applied Nano Materials, могут помочь в лечении пациентов с COVID-19.

Биосовместимый, высокорастворимый уголь является супероксиддисмутазой (SOD). Его синтезировали и протестировали учёные из Университета Райса, Медицинской школы Макговерна и Техасского центра медицинских наук A&M.

SOD расщепляют ROS на обычный молекулярный кислород и перекись водорода. В проекте под руководством химика Джеймса Тура ранее успешно тестировали другие материалы, включая графеновые квантовые точки из угля и гидрофильные углеродные кластеры из нанотрубок.

Теперь обнаружено, что окисленные наночастицы древесного угля не только эффективны как антиоксиданты, но и могут быть получены из активированного угля, который:

• недорог,
• сертифицирован по правилам надлежащей производственной практики (GMP),
• уже используется для лечения острых отравлений у людей.

«То, что эти нанозимы сделаны из источника GMP, открывает двери для производителей лекарств», — отметил Тур. — «Хотя уголь был эффективен, проблема в том, что он может содержать различные токсичные металлические элементы и примеси. А кластеры из углеродных нанотрубок очень дороги».

Дисковидные нанозимы получают из порошкообразного медицинского угля, окисленного концентрированной азотной кислотой. Частицы насыщены кислородсодержащими функциональными группами, которые разрушают супероксиды в растворе.

Тур отметил, что нанозимы способны проникать через мембраны митохондрий клеток, чтобы подавлять основной источник свободных радикалов, не убивая сами клетки.

Исследователи предположили, что стоит изучить применение их нанозимов для лечения цитокиновых штормов — чрезмерного иммунного ответа на инфекцию, который, как предполагается, способствует повреждению тканей и органов у пациентов с COVID-19.

«Хотя это предположение, что эти частицы помогут при COVID-19, если введение будет своевременным, они смогут уменьшить повреждающие радикалы, сопровождающие цитокиновый шторм», — сказал невролог Томас Кент.