Не следует путать с химически отличным от химического состава анестетиком, который используют стоматологи — его двоюродным братом закись азота (NO2), также известный как веселящий газ — оксид азота (NO) — одна из очень немногих молекул газа, которые, как известно, участвуют в биологических сигнальных путях. физиологические механизмы, которые заставляют тело работать на микроскопическом уровне. Он очень активен биологически и может быть обнаружен в клетках бактерий, растений, животных и грибов.
У людей NO является мощным сосудорасширяющим средством, увеличивающим кровоток и снижающим сосудистое давление. По этой причине газообразный NO иногда используется для лечения дыхательной недостаточности у недоношенных детей.
Он также обладает сильным антибактериальным действием благодаря своему молекулярному действию как биологически разрушающий свободный радикал, а клетки иммунной системы человека естественным образом вырабатывают NO, чтобы убить патогенных захватчиков. Кроме того, оксид азота считается основным вазоактивным нейротрансмиттером, регулирующим мужскую эрекцию, поскольку стареющие нервы с пониженной стимуляцией могут ингибировать высвобождение молекулы, вызывая, таким образом, эректильную дисфункцию.
Это, конечно, может быть опосредовано приемом добавок оксида азота для достижения эрекции.
Хотя такая деятельность, казалось бы, делает НЕТ главным кандидатом на создание лекарств, проблема заключается в доставке, потому что это газ. В последние годы способность хранения газа и биосовместимость металл-органические каркасы — растворимые соединения, состоящие из ионов металлов и жестких органических химикатов, которые могут стабильно удерживать молекулы газа, — привлекли значительное внимание в качестве кандидатов для доставки лекарств на основе газа. Новая работа расширяет этот вопрос дальше, чем когда-либо прежде, показывая, что эти металлоорганические каркасы могут накапливать и медленно доставлять NO в течение беспрецедентного количества времени, что является ключевым для антитромбогенного действия препарата.
«Это элегантный и эффективный метод хранения и доставки большого количества NO в антибактериальных целях», — сказал Кристиан Серр. «Или он может высвобождать контролируемое количество оксида азота на очень низком биологическом уровне в течение длительного периода времени, чтобы использовать его как способ подавления агрегации тромбоцитов.Серр является директором по исследованиям CNRS в Версальском институте Лавуазье, а также возглавляет исследовательскую группу института «Пористые твердые тела».
Консорциум Серра ранее сообщал об использовании пористых гибридных твердых тел, таких как металлоорганические каркасы, для контролируемой доставки газообразного оксида азота. Их текущая статья о производных поликарбоксилатов железа в качестве кандидата на каркас опубликована в журнале APL Materials от AIP Publishing.
Серр и его группа работали в сотрудничестве с командой Рассела Морриса из Университета Сент-Эндрюс в Шотландии и исследователями из Университета Нижней Нормандии во Франции. Группы проанализировали свойства адсорбции и высвобождения NO нескольких пористых биоразлагаемых и биосовместимых металлоорганических карбоксилатных карбоксилатов железа с использованием анализа инфракрасной спектроскопии, изотерм адсорбции и десорбции и тестов на высвобождение воды.
При этом они подтвердили высокую поглощающую способность железного каркаса оксида азота и то, что NO прочно связывается с кислотными металлическими центрами на молекулах. Группа Серра и соавторы также обнаружили, что частичное восстановление железа (III) до железа (II) увеличивает сродство молекул NO к каркасу. Это сильное взаимодействие позволяет осуществлять контролируемое высвобождение в течение длительного периода времени — дней на биологическом уровне. Этот временной масштаб зависит как от структуры металлоорганического каркаса, так и от степени окисления железа, которую можно тщательно откалибровать при необходимости лечения лекарственными препаратами.
Эти характеристики, связанные с биоразлагаемостью и низкой токсичностью этих металлоорганических каркасов, могут проложить путь для их использования в медицинских терапевтических или косметических препаратах, что является одной из целей консорциума Серра в ближайшем будущем. Текущая и предстоящая работа включает использование дальнейших спектроскопических экспериментов для понимания сложного поведения железных каркасов после загрузки оксида азота.