Kiváltó, cél, ravasz: A tudósok ellenőrzött szénmonoxid-felszabadulást tárnak fel

A csapat flavonoid alapú photoCORM-ot fejleszt ki, amelyet a látható fény vált ki

Körülbelül négy évvel ezelőtt, a Utah Állami Egyetem vegyésze, Lisa Berreau feltett egy kérdést az USU kollégájának és toxikológusának, Abby Benninghoffnak.

"Tanítványaimmal és egy új flavonoid molekulával dolgoztunk ki, amely képes felszabadítani a szén-monoxidot" - idézi fel Berreau. "És arra a kérdésre kerestük a választ, hogy" megöli-e a rákos sejteket? "

Benninghoff rövid válasza? Igen. De mint sok tudományos kutatás során, a kérdés további kérdéseket vetett fel, és interdiszciplináris erőfeszítéseket indított a sejtekben a szabályozott szén-monoxid-kibocsátás árnyalatainak feltárására.

Berreau és Benninghoff, tanítványaikkal, Marina Popoval, Tatiana Soboleva, Hector Esquer és Stacey Anderson, valamint Suliman Ayad, a Floridai Állami Egyetem munkatársaival együtt nemzetközi figyelmet kapnak eredményeikkel. A csapat nemrégiben publikálta tanulmányainak eredményeit az American Chemical Society folyóiratban, a Biológiai Biológia és a Journal of the American Chemical Society folyóiratban.

A csapat kutatását a Nemzeti Egészségügyi Intézetek, a Utah-i Mezőgazdasági Kísérleti Állomás és az USU Kutatási és Posztgraduális Iroda támogatja.

A szén-monoxid, más néven CO felszabadítása valószínűleg kissé ijesztően hangzik. Végül is otthonainkat szénmonoxid-detektorokkal látjuk el, hogy elkerüljük a tragikus baleseteket. Vigyázunk, hogy ne járjunk alapjáraton zárt térben. Mégis, a félelmetes gázt saját testünk állítja elő, bár apró mennyiségben, és kulcsfontosságú ellenszere lehet az olyan modern betegségeknek, mint a rák, a gyulladás és a magas vérnyomás.

Sok anyaghoz hasonlóan, beleértve a víz és az oxigén kevésbé fenyegető példáit, a túl sok szén-monoxid is rossz dolog. De egy kicsit életmentő lehet.

"Ez a véraláfutás a bőrödön - ez annak a biokémiai útnak a bizonyítéka, ahol a CO felszabadul" - mondja Berreau, a Utah állam kutatási alelnöke és az USU Kémiai és Biokémiai Tanszékének professzora.

Az USU tudósai által a CO felszabadítására specifikus molekulák egyedülállóak, mivel a szén-monoxid-felszabadító molekulák, a "CORM-ok" néven ismert korábbi kísérletek fémtartalmú struktúrákat alkalmaztak.

"A fémek használata aggályokat vet fel a lehetséges toxicitás miatt" - mondja Berreau.

Az USU által kifejlesztett molekula flavonoidoknak nevezett szerves pigmentekből származik, amelyek természetesen előfordulnak olyan ételekben, mint a bogyók és a kakaó.

A molekulák kifejlesztésének és a CO gyógyító erejének kiaknázása során felmerülő kihívások között szerepel az, hogy kitaláljuk, hogyan juttassuk el a potenciálisan előnyös gázt biztonságos, kívánt mennyiségben a test kifejezetten megcélzott helyeire.

"Molekuláink jellemzője, hogy csak akkor mutatnak szén-monoxid-felszabadulást, ha a látható fény váltja ki" - mondja Berreau.

Ez "egyedülálló és izgalmas" része az USU erőfeszítéseinek - mondja Benninghoff, az USU Állat-, tej- és állatorvos-tudományi tanszékének és az Állatorvos-tudományi Kar docense. "Flavonoid alapú, organikus photoCORM-jaink nyomon követhetők, célozhatók és kiválthatók."

Popova és Soboleva doktoranduszok elmélyülnek abban, hogy mi történik sejt- és molekuláris szinten, mivel a CO felszabadul és diffundál a sejtekben.

Fluoreszcens mikroszkópia segítségével Popova, a JACS tanulmány vezető szerzője demonstrálja a CO.

"Finomítjuk a molekulaszerkezetünket, hogy lehetővé tegyük a CO-kibocsátás jobb szabályozását, célzottabb és pontosabb biológiai hatások elérése érdekében" - mondja.

Soboleva, az USU elnöki posztgraduális munkatársa és az ACS kémiai biológiai cikk vezető szerzője a photoCORM mitokondriális szintű viselkedését vizsgálja. Nemrégiben részesült egy versenyképes American Health Association ösztöndíjban, amely lehetővé teszi számára, hogy tovább vizsgálja a photoCORM-ok használatát a gyulladások leküzdésére, amely a krónikus betegségek széles köréhez kapcsolódó modern közegészségügyi csapás, beleértve a szívbetegségeket és a cukorbetegséget.

"A tudományágak közötti együttműködés lehetővé tette számunkra, hogy sokkal többet érjünk el, mint amennyit a saját laboratóriumunkban elérhetnénk" - mondja Berreau, aki az USU által kifejlesztett photoCORM szabadalom birtokosa. "Ezért fontos az együttműködés. Kiegészítő szakértelmet vonunk be a CO-kibocsátó molekulák fejlesztése érdekében a lehetséges terápiás alkalmazásokhoz."