Les conditions de microgravité de la Station spatiale internationale (ISS) pourraient être la clé pour améliorer notre compréhension de la façon de lutter contre les agents neurotoxiques toxiques tels que le sarin et le VX. C'est l'espoir du projet Countermeasures Against Chemical Threats (CounterACT) qui fait partie d'une initiative des National Institutes of Health visant à développer des antidotes améliorés contre les agents chimiques.

« Avec une préoccupation mondiale croissante concernant l'utilisation d'armes chimiques, il y a un intérêt significatif pour le développement de meilleurs contre-agents, " a déclaré David A. Jett, Doctorat., directeur du programme CounterACT, Institut national des troubles neurologiques et des accidents vasculaires cérébraux (NINDS), une partie du NIH.

Organophosphorés (OP), une famille de produits chimiques qui comprend plusieurs pesticides ainsi que du sarin et des agents neurotoxiques VX, bloquer l'activité de l'enzyme acétylcholinestérase (AChE). Cette enzyme est essentielle pour permettre aux muscles de se détendre après avoir été stimulés par le système nerveux. Lorsque l'activité de l'AChE est bloquée (par exemple, par les PO), les muscles ne peuvent pas se détendre, menant à la paralysie et finalement à la mort.

Le développement d'antidotes à ce type d'empoisonnement nécessite une connaissance détaillée de la structure de l'enzyme AChE. Jusqu'à maintenant, les forces de gravité sur Terre ont posé un défi à ce domaine de recherche. C'est là qu'intervient le voyage dans l'espace.

En juin de cette année, des échantillons de l'enzyme humaine AChE ont été envoyés au laboratoire américain de la Station spatiale internationale par une équipe de scientifiques de CounterACT dirigée par Andrey Kovalevsky, Doctorat., Laboratoire national d'Oak Ridge à Oak Ridge, Tennessee, et Zoran Radic, Doctorat., Université de Californie, San Diego. En utilisant ces échantillons, les astronautes font actuellement pousser de gros cristaux d'enzyme pure d'une taille qui ne peut pas être formée sur Terre en raison de l'interférence de la gravité.

« En profitant des conditions de microgravité de la Station spatiale internationale, nous espérons grandir mieux, des cristaux plus uniformes que nous ne pouvons pas faire pousser sur Terre, " a déclaré le Dr Kovalevsky.

Une fois que les cristaux ont atteint une taille suffisamment grande, ils seront renvoyés sur Terre et analysés par une méthode d'imagerie sophistiquée appelée diffraction des neutrons qui peut fournir une vue au niveau atomique de l'enzyme.

« En utilisant cette technique, nous pourrons examiner de plus près comment l'enzyme interagit avec les pesticides et les agents neurotoxiques et découvrir comment la liaison entre les deux peut être inversée chimiquement, " a déclaré le Dr Radic. " Cette méthode ne fonctionnerait pas sur les cristaux d'enzymes plus petits qui peuvent être cultivés ici. "

Les antidotes à l'exposition à l'OP réactivent l'AChE en rompant directement sa liaison chimique avec l'OP. Cependant, la vitesse à laquelle les contre-mesures disponibles aujourd'hui sont capables de le faire est trop lente pour être pleinement efficace. Ce projet aidera les chercheurs à développer des antidotes qui rompent plus rapidement la liaison AChE-OP et qui peuvent également être délivrés par voie orale, ce qui est une autre clé pour faire face à une exposition à grande échelle aux poisons nerveux.

« Développer de meilleures contre-mesures contre ces types d'agents neurotoxiques est un axe majeur de notre programme global, " a déclaré le Dr Jett. " Ce projet est le genre de science de pointe que nous avons envisagée lorsque nous avons créé le programme CounterACT. "