En el mundo clandestino de la guerra bioquímica, los investigadores buscan continuamente estrategias innovadoras para contrarrestar los agentes letales. Investigadores dirigidos por Jin Kim Montclare, profesor del Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular, se han embarcado en una misión pionera para desarrollar defensas enzimáticas contra amenazas químicas, como revela un estudio reciente publicado en ChemistryOpen. .
El objetivo del equipo radica en crear enzimas capaces de neutralizar agentes de guerra notorios como el VX, famoso por sus efectos rápidos y devastadores sobre el sistema nervioso. A través de un meticuloso diseño computacional, aprovecharon el poder de enzimas como la fosfotesterasa (PTE), tradicionalmente experta en desintoxicar los organofosforados que se encuentran en los pesticidas, para atacar a los agentes VX.
El estudio utilizó técnicas computacionales para diseñar una biblioteca diversa de variantes de PTE optimizadas para atacar agentes nerviosos organofosforados letales. Aprovechando software de modelado avanzado, como Rosetta, los investigadores elaboraron meticulosamente variantes de enzimas diseñadas para mejorar la eficacia contra estas formidables amenazas. Cuando probaron estas nuevas versiones de enzimas en el laboratorio, descubrieron que tres de ellas eran mucho mejores para descomponer VX y VR. Sus hallazgos mostraron la eficacia de estas enzimas diseñadas para neutralizar estos químicos.
Un problema clave en el tratamiento de estos agentes reside en la urgencia de su aplicación. En caso de exposición, la intervención rápida se vuelve primordial. La investigación enfatiza aplicaciones potenciales, que van desde medidas profilácticas hasta la administración inmediata tras la exposición, lo que subraya la necesidad de actuar rápidamente para mitigar los efectos letales de los agentes.
Otra cuestión clave es la estabilidad de las proteínas:garantizar que las proteínas puedan permanecer intactas y en el sitio del tejido afectado, lo cual es crucial para las aplicaciones terapéuticas. Garantizar que las enzimas permanezcan estables dentro del cuerpo mejora su longevidad y eficacia, ofreciendo una protección prolongada contra agentes químicos.
De cara al futuro, el equipo de Montclare pretende optimizar aún más la estabilidad y eficacia de las enzimas, allanando el camino para aplicaciones prácticas en defensa química y terapéutica. Su trabajo representa un rayo de esperanza en la batalla en curso contra las amenazas químicas y promete estrategias más seguras y efectivas para salvaguardar vidas.
Más información: Jacob Kronenberg et al, El diseño computacional de la fosfotriesterasa mejora la eficiencia de degradación del agente V, ChemistryOpen (2024). DOI:10.1002/abierto.202300263
Proporcionado por la Escuela de Ingeniería Tandon de la Universidad de Nueva York
