Las condiciones de microgravedad de la Estación Espacial Internacional ISS pueden ser la clave para mejorar nuestra comprensión de cómo combatir los agentes nerviosos tóxicos como el sarín y el VX. Esa es la esperanza del proyecto Contramedidas contra Amenazas Químicas CounterACT que es partede una iniciativa en los Institutos Nacionales de Salud dirigida a desarrollar antídotos mejorados para agentes químicos.
"Con la creciente preocupación mundial por el uso de armas químicas, existe un interés significativo en desarrollar mejores contra-agentes", dijo David A. Jett, Ph.D., director del programa CounterACT, Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares NINDS, una parte de NIH.
Los organofosforados OP, una familia de productos químicos que incluye varios pesticidas, así como los agentes nerviosos sarín y VX, bloquean la actividad de la enzima acetilcolinesterasa AChE. Esta enzima es fundamental para permitir que los músculos se relajen después de haber sido estimulados porel sistema nervioso. Cuando la actividad de AChE está bloqueada por ejemplo, por OP, los músculos no pueden relajarse, lo que lleva a la parálisis y finalmente a la muerte.
El desarrollo de antídotos para este tipo de envenenamiento requiere un conocimiento detallado sobre la estructura de la enzima AChE. Hasta ahora, las fuerzas de gravedad en la Tierra han planteado un desafío para esta área de investigación. Ahí es donde entra el viaje al espacio.
En junio de este año, un equipo de científicos de CounterACT dirigido por Andrey Kovalevsky, Ph.D., Laboratorio Nacional de Oak Ridge en Oak Ridge, Tennessee, y un equipo de científicos de CounterACT enviaron muestras de la enzima AChE humana al Laboratorio de la Estación Espacial Internacional de EE. UU.Zoran Radic, Ph.D., Universidad de California, San Diego. Utilizando estas muestras, los astronautas actualmente están produciendo grandes cristales de enzima pura de un tamaño que no puede formarse en la Tierra debido a la interferencia de la gravedad.
"Al aprovechar las condiciones de microgravedad de la Estación Espacial Internacional, esperamos crecer mejor, cristales más uniformes que no podemos cultivar en la Tierra", dijo el Dr. Kovalevsky.
Una vez que los cristales crecen a un tamaño suficientemente grande, serán devueltos a la Tierra y analizados por un sofisticado método de imagen llamado difracción de neutrones que puede proporcionar una vista de la enzima a nivel atómico.
"Usando esta técnica, podremos observar más de cerca cómo interactúa la enzima con pesticidas y agentes nerviosos y aprender cómo se puede revertir químicamente el vínculo entre los dos", dijo el Dr. Radic. "Este método podríano funciona en los cristales enzimáticos más pequeños que se pueden cultivar aquí "
Los antídotos para la exposición a la OP reactivan AChE al romper directamente su enlace químico con la OP. Sin embargo, la velocidad a la que las contramedidas disponibles hoy en día pueden hacer esto es demasiado lenta para ser completamente efectiva. Este proyecto ayudará a los investigadores a desarrollar antídotos querompa el enlace AChE-OP más rápidamente y eso también se puede administrar por vía oral, que es otra clave para lidiar con la exposición a gran escala a los venenos nerviosos.
"Desarrollar mejores contramedidas contra este tipo de agentes nerviosos es un impulso fundamental de nuestro programa general", dijo el Dr. Jett. "Este proyecto es el tipo de ciencia de vanguardia que imaginamos cuando establecimos el programa CounterACT".
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Materiales proporcionado por NIH / Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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