Científicos del Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad Texas A&M (Texas A&M Health) han descubierto que un material de carbono de tamaño nanométrico derivado de la oxidación de fuentes ricas en carbono podría usarse para tratar el síndrome de Down y otros trastornos asociados con altos niveles de sulfuro de hidrógeno.
Sulfuro de hidrógeno (H2 S) se conoce principalmente como un subproducto de la producción de petróleo que se caracteriza por un olor a "huevo podrido". Este gas nocivo también se produce naturalmente a partir de la descomposición anaeróbica o fermentación de la materia orgánica, cuando las bacterias descomponen el estiércol animal, los desechos de alimentos y otra materia orgánica en ausencia de oxígeno.
El sulfuro de hidrógeno se sintetiza en los organismos vivos, donde desempeña un papel vital en la función de los huesos, el cerebro, el hígado y los riñones, además de regular la dilatación de los vasos sanguíneos y complementar la cadena de transporte de electrones.
Una de las afecciones más conocidas asociadas con niveles elevados de sulfuro de hidrógeno es el síndrome de Down. Este trastorno genético se asocia con una disminución de la función de muchos sistemas con el tiempo, incluidos los sistemas musculoesquelético y nervioso. Estudios anteriores han planteado la hipótesis de que reducir los niveles de H2 circulante S puede mejorar la función en personas con síndrome de Down. Sin embargo, el sulfuro de hidrógeno es necesario para la función biológica normal, por lo que inhibir directamente la síntesis de enzimas podría ser perjudicial.
Un estudio innovador y colaborativo dirigido por el Dr. Thomas A. Kent, profesor de la Cátedra Robert A. Welch en el Instituto de Biociencias y Tecnología de la Salud de Texas A&M y la Facultad de Medicina de la Universidad de Texas A&M, revela cómo un material de carbono de tamaño nanométrico derivado de la oxidación de diversas fuentes ricas en carbono puede actuar como mediador de varias reacciones terapéuticas y mejorar los resultados en modelos experimentales que van desde accidentes cerebrovasculares, hemorragias, traumatismos y toxinas mitocondriales.
Este artículo, publicado en la revista Advanced Materials , destaca la capacidad del nanomaterial de carbono para mejorar la función y la supervivencia en las células derivadas del síndrome de Down.
La investigación describe cómo los nanomateriales de carbono fácilmente sintetizados pueden proporcionar un enfoque novedoso para tratar trastornos de niveles tóxicos de sulfuro de hidrógeno en trastornos como el síndrome de Down y muchos otros.
En lugar de bloquear su producción, el sulfuro de hidrógeno se convierte en sus metabolitos que ofrecen muchas funciones favorables, como modificar proteínas para mejorar su capacidad de actuar como antioxidantes. Estos materiales actúan como enzimas sintéticas de tamaño nanométrico, denominadas nanozimas, que hasta ahora no han mostrado ninguna toxicidad aparente en varios modelos experimentales diferentes y son bien toleradas y protegen contra lesiones tanto agudas como crónicas.
"Estamos entusiasmados con esta investigación porque creemos que hemos descubierto una manera de tratar muchos trastornos utilizando materiales a base de carbono y un método de síntesis sencillo y directo", dijo Kent. "Esperamos que estos materiales proporcionen un nuevo enfoque para el tratamiento de trastornos por niveles elevados de sulfuro de hidrógeno, convirtiéndolos en metabolitos beneficiosos, como lo ejemplifica el síndrome de Down.
"Seguimos encontrando nuevas acciones, todas las cuales hasta ahora son favorables y pueden ser sólo la punta del iceberg de lo que estos materiales pueden hacer para soportar importantes funciones biológicas en condiciones en las que están amenazados", continuó.
Más información: Paul J. Derry et al, Oxidación de sulfuro de hidrógeno a polisulfuro y tiosulfato mediante una nanozima de carbono:implicaciones terapéuticas con énfasis en el síndrome de Down, Materiales avanzados (2023). DOI:10.1002/adma.202211241
Información de la revista: Materiales avanzados
Proporcionado por la Universidad Texas A&M
