Koolstofmateriaal van nanoformaat zou kunnen worden gebruikt om het syndroom van Down te behandelen

Wetenschappers van het Texas A&M University Health Science Center (Texas A&M Health) hebben ontdekt dat een koolstofmateriaal van nanoformaat dat is afgeleid van de oxidatie van koolstofrijke bronnen, kan worden gebruikt om het syndroom van Down en andere aandoeningen die verband houden met hoge niveaus van waterstofsulfide te behandelen.

Waterstofsulfide (H₂S) is vooral bekend als bijproduct van de aardolieproductie dat gekenmerkt wordt door een “rotte eieren”-geur. Dit schadelijke gas wordt ook van nature geproduceerd door de anaerobe ontbinding of fermentatie van organisch materiaal, wanneer bacteriën dierlijke mest, voedselverspilling en ander organisch materiaal afbreken zonder zuurstof.

Waterstofsulfide wordt gesynthetiseerd in levende organismen, waar het een vitale rol speelt in de bot-, hersen-, lever- en nierfunctie, evenals het reguleren van de verwijding van bloedvaten en het aanvullen van de elektronentransportketen.

Een van de meest bekende aandoeningen die verband houden met hoge niveaus van waterstofsulfide is het syndroom van Down. Deze genetische aandoening wordt geassocieerd met een achteruitgang van de functie van veel systemen in de loop van de tijd, waaronder het bewegingsapparaat en het zenuwstelsel. Eerdere studies hebben de hypothese dat het verminderen van de niveaus van circulerende H₂S kan de functie verbeteren bij personen met het syndroom van Down. Waterstofsulfide is echter noodzakelijk voor een normale biologische functie, dus het rechtstreeks remmen van synthetiserende enzymen kan schadelijk zijn.

Een innovatieve en collaboratieve studie onder leiding van Dr. Thomas A. Kent, de Robert A. Welch Chair Professor aan het Texas A&M Health Institute of Biosciences and Technology en de Texas A&M University School of Medicine, onthult hoe een koolstofmateriaal van nanoformaat dat is afgeleid van de oxidatie van verschillende koolstofrijke bronnen kan fungeren als bemiddelaar van verschillende therapeutische reacties en de resultaten kan verbeteren in experimentele modellen, variërend van beroerte, bloeding, trauma en mitochondriale toxines.

Dit artikel, gepubliceerd in het tijdschrift Geavanceerde materialenbenadrukt het vermogen van het koolstofnanomateriaal om de functie en overleving in van het syndroom van Down afgeleide cellen te verbeteren.

Het onderzoek beschrijft hoe gemakkelijk gesynthetiseerde koolstofnanomaterialen een nieuwe benadering kunnen bieden voor de behandeling van aandoeningen van toxische niveaus van waterstofsulfide bij aandoeningen zoals het syndroom van Down en vele andere.

In plaats van de productie ervan te blokkeren, wordt waterstofsulfide omgezet in zijn metabolieten die veel gunstige functies bieden, zoals het modificeren van eiwitten om hun vermogen om als antioxidant te werken te verbeteren. Deze materialen werken als synthetische enzymen van nanoformaat, nanozymen genoemd, die tot nu toe geen duidelijke toxiciteit hebben vertoond in verschillende experimentele modellen en die goed worden verdragen terwijl ze beschermen tegen zowel acuut als chronisch letsel.

“We zijn enthousiast over dit onderzoek omdat we denken dat we een manier hebben ontdekt om veel aandoeningen te behandelen met behulp van op koolstof gebaseerde materialen en een eenvoudige, eenvoudige synthesemethode,” zei Kent. “We hopen dat deze materialen een nieuwe benadering zullen bieden voor de behandeling van aandoeningen met een hoog waterstofsulfidegehalte, door ze om te zetten in nuttige metabolieten, zoals wordt geïllustreerd door het syndroom van Down.

“We blijven nieuwe acties vinden, die tot nu toe allemaal gunstig zijn en misschien slechts het topje van de ijsberg zijn wat betreft wat deze materialen kunnen doen om belangrijke biologische functies te ondersteunen onder omstandigheden waarin ze worden bedreigd,” vervolgde hij.