Usare il carbone come potente antiossidante
I ricercatori potrebbero aver trovato un modo per impedire a determinate condizioni mediche di sopraffare il sistema antiossidante naturale del corpo.
Eventi traumatici, come lesioni cerebrali, ictus e attacchi di cuore, colpiscono milioni di persone ogni anno e possono essere fatali. L'Organizzazione mondiale della sanità (OMS) elenca l'ictus come il secondo più grande killer del mondo.
Tutte queste condizioni comportano lo stress ossidativo, che è uno squilibrio corporeo tra i livelli di radicali liberi e antiossidanti.
In caso di lesioni cerebrali traumatiche, il numero di radicali liberi aumenta, con conseguenti danni ai tessuti e, potenzialmente, disfunzioni d'organo. Questo squilibrio può anche portare agli effetti duraturi di infarto e ictus.
La terapia antiossidante è un modo per combattere lo stress ossidativo. I ricercatori stanno ancora studiando la sua efficacia, ma molti lo considerano un trattamento promettente. Tuttavia, gli antiossidanti naturali, come l'enzima superossido dismutasi, tendono ad essere invasi dai radicali liberi chiamati specie reattive dell'ossigeno (ROS).
Trovare un antiossidante artificiale potrebbe aiutare gli antiossidanti naturali del corpo a sopraffare i ROS: un nuovo studio riporta una fonte sorprendente.
Il potenziale del carbone
La risposta è il carbone, secondo gli scienziati della Rice University di Houston, in Texas, del Texas A&M Health Science Center e della McGovern Medical School presso l'Università del Texas Health Science Center.
Questo antiossidante deriva dai punti quantici di grafene (GQD) che gli scienziati hanno estratto per la prima volta dal carbone comune nel 2013. Questi punti quantici sono minuscole particelle semiconduttrici che gli scienziati possono manipolare in determinati modi. Lo sviluppo più recente mostra che questi punti potrebbero aiutare a tenere a bada lo stress ossidativo.
I chimici avevano precedentemente scoperto che l'aggiunta di polietilenglicole (PEG) ai cluster idrofili potrebbe ridurre lo stress ossidativo. Una nanoparticella ha cancellato migliaia di molecole ROS.
Ma il carbone potrebbe fornire una soluzione molto più economica e conveniente. Gli scienziati hanno scoperto che l'aggiunta di PEG ai punti quantici derivati dal carbone era ugualmente efficace. Il team ha recentemente pubblicato le proprie scoperte in Materiale applicato e interfacce ACS rivista.
Benefici futuri
Gli scienziati hanno testato i punti di carbone su cellule vive prelevate da roditori. Hanno dimostrato che un numero di concentrazioni differenti sembravano ridurre l'attività dei ROS.
Hanno visto un effetto positivo anche quando hanno somministrato i punti quantici 15 minuti dopo aver aggiunto il perossido di idrogeno ai campioni. Il perossido di idrogeno è una sostanza chimica che induce lo stress ossidativo.
I ricercatori hanno estratto i punti quantici sia dal carbone bituminoso che da quello antracite. I primi sono più piccoli e il team li ha trovati meno efficaci come antiossidanti. I punti antracite, d'altra parte, potrebbero preservare più cellule anche a concentrazioni inferiori.
Ma in un organismo vivente, "i più piccoli sono più efficaci", osserva James Tour, chimico della Rice University. "Anche i più grandi probabilmente hanno problemi ad accedere al cervello."
Sebbene gli scienziati dovranno fare ulteriori ricerche sulla terapia antiossidante, Tour ritiene che il suo nuovo lavoro sarà estremamente vantaggioso in futuro.
"La sostituzione delle nostre precedenti nanoparticelle con punti quantici derivati dal carbone rende molto più semplice e meno costoso la produzione di questi materiali potenzialmente terapeutici", afferma. "Apre la porta a terapie più facilmente accessibili".
“Lavorare a questo progetto è stata un'esperienza davvero illuminante. È stato affascinante sintetizzare, caratterizzare e quindi testare queste nanoparticelle in vivo e vederle funzionare ".
Co-autore principale Kimberly Mendoza
