Для разработки методов нейтрализации воздействия на организм токсичных и нервно-паралитических газов, таких как зарин и VX ученые из Университета Вирджинии (Virginia Tech) предлагают использовать наноструктуры. Этот проект, имеющий важное значение в условиях террористической угрозы, был одобрен американским Национальным Институтом Здоровья (NIH) и получил финансирование в размере 1 млн долларов.

Работа над созданием принципиально новых антидотов к вызывающим тяжелый нейротоксический эффект фосфорорганическим соединениям вот уже в течение трех лет проводится под руководством профессора Марион Эрих (Marion Ehrich) в лаборатории Нейротоксикологии факультета Биомедицины и Патологии в Университете Вирджинии.

Бакибол (фуллерен)С60.

В экспериментах ученые задействовали наночастицы, называющиеся фуллеренами (также известными как бакиболы – это одна из форм существования углерода, где атомы углерода организованы в замкнутые оболочки и образуют многогранник, напоминающий футбольный мяч): с помощью химических модификаций ученые под руководством профессора Эрих добились улучшения их растворимости, каталитических и антиокислительных свойств, а также создали иммунореагенты.

Марион Эрих (слева) и Кристел Фурман.

Фосфорорганические соединения представляют собой чрезвычайно сильные боевые отравляющие вещества, которые вызывают смерть в течение нескольких минут после попадания в организм. Пример тому – ужасные трагедии в Токийском метро 1994 и 1995 годов, когда террористическая атака с применением газа зарин унесла жизни многих людей. Действие этих ядов основано на остановке работы фермента ацетилхолинэстеразы – важнейшего фермента, контролирующего процессы метаболизма, в том числе дыхания. Недостаток активного фермента приводит к каскаду негативных клинических проявлений (слезотечению, конвульсиям, параличу) и заканчивается смертью. Традиционно применяемые в случаях отравлений подобными веществами терапевтические приемы – это своевременное блокирование ацетилхолиновых (холинергических) рецепторов с помощью атропина и реактивирование ацетилхолинэстеразы препаратом пралидоксимом.

Успех терапевтического мероприятия при отравлении нервно-паралитическим газом зависит от дозы и своевременности введенного атропина, но не распространяется на сохранение жизнедеятельности пораженных тканей мозга из-за неспособности атропина проникать в них из кровеносных сосудов через гемато-энцефалический барьер.

В применении водорастворимых фуллеренов ученые видят прекрасное решение проблемы. Эти наночастицы способны обеспечить сразу два преимущества: во-первых, как показали предварительные эксперименты, производные фуллеренов связывают свободные молекулы фосфорорганических соединений – это поможет абсорбировать яд в организме; во-вторых, они беспрепятственно преодолевают гемато-энцефалический барьер и могут быть эффективны при нейтрализации свободных радикалов, инициирующих конвульсии.

Профессор Эрих очень надеется, что токсикологи вскоре увидят долгожданный реагент, способный устранять фосфорорганику из организма и который будет действовать более эффективно, чем атропин. Уже к маю 2009 года ученые постараются предложить два вида фуллеренов с положительными результатами in vitro (в химических реакциях и в экспериментах, моделирующих гемато-энцефалический барьер «в пробирке»).

Финансирование этой работы в размере 1 млн долларов, выделенное Национальным Институтом Здоровья (NIH) для трехгодичных исследований, распределится между лабораторией Нейротоксикологии Университета Вирджинии и Luna Innovations Inc., уже несколько лет проводящими совместные исследования в этой области.

Мария Костюкова