Imagine: l’illustrazione mostra il percorso di consegna di idrogeno solforato a cellule danneggiate. CREDIT: Michael Puth.
Molecole con il potenziale di ridurre i danni cellulari nelle cellule stressate, come quelle coinvolte in un attacco di cuore, sono state create da ricercatori dell’Università di Oregon.
La ricerca – fatta a livello cellulare in laboratorio, ma ancora lontano dall’applicazione medica, prevede la progettazione di molecole organiche che si abbattono per liberare idrogeno solforato in condizioni specifiche come l’aumento dello stress ossidativo che danneggia le cellule ed è legato soprattutto a malattie cardiache, cancro, così come alla malattia di Alzheimer e Parkinson.
Diverse parti della ricerca sono state pubblicate nel Journal of American Chemical Society nel mese di giugno e in Angewandte Chemie, una rivista internazionale, nel mese di novembre.
“Abbiamo scoperto che piccole molecole organiche possono essere progettate per rilasciare una molecola chiamata solfuro di carbonile, che è la molecola contenente zolfo più diffusa nell’atmosfera, ma soprattutto si converte rapidamente in idrogeno solforato in diverse condizioni biologiche”, ha spiegato Michael Pluth, un Prof. di chimica e co-autore di entrambi gli articoli. “Abbiamo sviluppato e dimostrato un nuovo meccanismo per rilasciare piccole molecole che forniscono idrogeno solforato terapeutico”.
( Vedi anche:Uno studio spiega perchè lo stress ossidativo è così dannoso per il cuore).
Il solfuro di idrogeno, un gas incolore, è noto da tempo per la sua pericolosa tossicità e il suo odore simile a quello di uova marce. E’ prodotto anche nei mammiferi, compreso l’uomo, con ruoli importanti nella segnalazione molecolare e nella salute cardiaca .
Inizialmente, il dottorando Andrea Steiger, autore principale dello studio ACS, ha utilizzato Tiocarbammati per la progettazione di molecole organiche sensibili che rilasciano il solfuro di carbonile. Nel secondo studio, il postdottorato ricercatore Yu Zhao, del laboratorio di Pluth, ha adattato la molecola in modo da renderla non tossica e stabile fino a quando non si innescano condizioni cellulari che la inducono a rilasciare il solfuro di carbonile, che viene convertito in acido solfidrico da enzimi dell’anidrasi carbonica nel corpo.
Trovare un modo per generare idrogeno solforato rigenerante nel corpo è stato un obiettivo di molti laboratori di ricerca in tutto il mondo, negli ultimi due decenni. I ricercatori del laboratorio di Pluth nel 2013 hanno sviluppato una sonda che rileva il gas in campioni biologici, fornendo un quadro per testare potenziali molecole sinteticamente prodotte o isolate da prodotti naturali.
“Per fare questo abbiamo bisogno di sviluppare una nuova chimica”, ha detto Pluth. “Noi siamo i chimici di sintesi. Facciamo molecole con l’obiettivo di sviluppare nuovi strumenti di ricerca o terapeutici. Per quanto riguarda il trattamento di una malattia, non ci siamo ancora arrivati, ma questi studi sulle cellule suggeriscono che questi tipi di effetti protettivi possono essere utilizzati nella clinica”.
“Nel corso di un attacco di cuore o perdita di flusso di sangue, per esempio, aumentano i livelli di specie reattive dell’ossigeno così come il perossido di idrogeno. Le molecole recentemente sviluppate sono programmate per reagire alla sovraespressione di specie reattive dell’ossigeno. Attuali fornitori di idrogeno solforato sono generalmente molecole a lento rilascio che donano idrogeno solforato passivamente”, ha spiegato Pluth.
Presi insieme, i due studi dimostrano che è possibile costruire scaffold molecolari per rilasciare solfuro di carbonile e idrogeno solforato creando un trigger nella molecola per avviare il processo di consegna. Zhaoha detto: “Con l’aiuto di queste molecole si potrebbe intervenire sugli eventi molecolari che sono associati con condizioni in cui l’idrogeno solforato potrebbe essere utile”.
“La novità per noi è l’essere in grado di utilizzare solfuro di carbonile come fonte di fornitura di idrogeno solforato”, ha aggiunto Steiger.
Uno degli obiettivi dello sviluppo di queste molecole è la loro potenziale aplicazione in terapie a lungo termine terapie”, ha concluso Pluth.
Fonte: Angewandte Chemie
