Usar carbón como potente antioxidante

Es posible que los investigadores hayan encontrado una manera de evitar que ciertas afecciones médicas abrumen el sistema antioxidante natural del cuerpo.

¿Podría el carbón formar la base de los antioxidantes de alta tecnología?

Los eventos traumáticos, como lesiones cerebrales, accidentes cerebrovasculares y ataques cardíacos, afectan a millones de personas cada año y pueden ser fatales. La Organización Mundial de la Salud (OMS) enumera los accidentes cerebrovasculares como la segunda causa de muerte en el mundo.

Todas estas condiciones involucran estrés oxidativo, que es un desequilibrio corporal entre los niveles de radicales libres y antioxidantes.

En el caso de lesiones cerebrales traumáticas, la cantidad de radicales libres aumenta, lo que da como resultado daño tisular y, potencialmente, disfunción orgánica. Este desequilibrio también puede provocar los efectos duraderos de un ataque cardíaco y un derrame cerebral.

La terapia antioxidante es una forma de combatir el estrés oxidativo. Los investigadores aún están estudiando su eficacia, pero muchos lo consideran un tratamiento prometedor. Sin embargo, los antioxidantes naturales, como la enzima superóxido dismutasa, tienden a ser invadidos por radicales libres llamados especies reactivas de oxígeno (ROS).

Encontrar un antioxidante artificial podría ayudar a los antioxidantes naturales del cuerpo a vencer a los ROS: un nuevo estudio informa sobre una fuente sorprendente.

El potencial del carbón

La respuesta es el carbón, según científicos de la Universidad Rice en Houston, TX, el Centro de Ciencias de la Salud Texas A&M y la Escuela de Medicina McGovern del Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas.

Este antioxidante se deriva de los puntos cuánticos de grafeno (GQD) que los científicos extrajeron por primera vez del carbón común en 2013. Estos puntos cuánticos son pequeñas partículas semiconductoras que los científicos pueden manipular de determinadas formas. El desarrollo más reciente muestra que estos puntos podrían ayudar a mantener a raya el estrés oxidativo.

Los químicos habían descubierto previamente que la adición de polietilenglicol (PEG) a los grupos hidrófilos podría reducir el estrés oxidativo. Una nanopartícula anuló miles de moléculas ROS.

Pero el carbón podría proporcionar una solución mucho más barata y conveniente. Los científicos descubrieron que la adición de PEG a los puntos cuánticos derivados del carbón era igualmente eficaz. El equipo publicó recientemente sus hallazgos en el Interfaces y material aplicado ACS diario.

Beneficios futuros

Los científicos probaron los puntos de carbón en células vivas tomadas de roedores. Demostraron que varias concentraciones diferentes parecían reducir la actividad de ROS.

Vieron un efecto positivo incluso cuando administraron los puntos cuánticos 15 minutos después de agregar peróxido de hidrógeno a las muestras. El peróxido de hidrógeno es una sustancia química que induce estrés oxidativo.

Los investigadores extrajeron puntos cuánticos de carbón bituminoso y antracita. Los primeros son más pequeños y el equipo descubrió que son menos efectivos como antioxidantes. Los puntos de antracita, por otro lado, podrían preservar más células incluso en concentraciones más bajas.

Pero en un organismo vivo, "los más pequeños son más efectivos", señala James Tour, químico de la Universidad de Rice. "Los más grandes probablemente también tengan problemas para acceder al cerebro".

Aunque los científicos tendrán que investigar más sobre la terapia antioxidante, Tour cree que su nuevo trabajo será enormemente beneficioso en el futuro.

“Reemplazar nuestras nanopartículas anteriores con puntos cuánticos derivados del carbón hace que sea mucho más simple y menos costoso producir estos materiales potencialmente terapéuticos”, dice. "Abre la puerta a terapias más accesibles".

“Trabajar en este proyecto ha sido una experiencia muy reveladora. Ha sido fascinante sintetizar, caracterizar y luego probar estas nanopartículas in vivo y ver cómo funcionan ”.

Coautora principal, Kimberly Mendoza

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