Conteneurs moléculaires qui éliminent les médicaments, toxines, ou les substances malodorantes de l'environnement sont appelées agents séquestrants. Les scientifiques ont développé une classe de conteneurs moléculaires qui séquestrent spécifiquement les antagonistes des neurotransmetteurs. Les molécules en forme de tonneau appelées Pillar[n]MaxQ se lient aux produits chimiques de blocage neuromusculaire 100, 000 fois plus étroitement que les agents de détoxification macrocycliques établis, les chercheurs rapportent dans la revue Angewandte Chemie .

Les conteneurs moléculaires de type cyclodextrine séquestrent leurs cibles par complexation. Les molécules en forme d'anneau ou de tonneau reconnaissent les caractéristiques moléculaires des molécules cibles et les attirent dans la cavité centrale en utilisant des forces hydrophobes. Une fois que la molécule cible est à l'intérieur de ce conteneur moléculaire, il est neutralisé. Cette complexation hôte-invité est le mécanisme par lequel les cyclodextrines, qui sont grands, molécules de sucre en forme d'anneau, éliminer les odeurs désagréables.

Cependant, les cyclodextrines ne sont pas très spécifiques et échouent pour la plupart des alcaloïdes - une classe de produits chimiques contenant de l'azote, y compris les neurotransmetteurs et de nombreuses drogues illicites. Pour ces composés, une classe de conteneurs moléculaires appelés pillararènes semble être utile. Ils maintiennent les alcaloïdes étroitement liés dans leur cavité pillararène en enroulant une paroi annulaire d'unités benzéniques aromatiques autour du corps moléculaire riche en hydrocarbures.

Lyle Isaacs et son équipe de recherche de l'Université du Maryland ont fait avancer la structure des piliers pour rendre les interactions hôte-invité plus fortes et plus spécifiques. "Nous avons envisagé de créer une densité de charge négative plus élevée autour de l'embouchure de la cavité en introduisant des groupes fonctionnels sulfates acides, " ont écrit les auteurs. Les groupes sulfate chargés négativement attirent et lient les ions ammonium quaternaire, qui sont une caractéristique de plusieurs agents bloquants neuromusculaires cliniquement importants. Les groupes sulfate ont également rigidifié la structure moléculaire des barils, les chercheurs ont trouvé, de sorte que l'invité médicamenteux a été doucement tiré dans la cavité par des forces hydrophobes.

Les chercheurs ont baptisé les conteneurs moléculaires Pillar[n]MaxQ, où n indique un diamètre dépendant de la taille de la cible qui est variable. Ils ont observé que cette classe d'agents séquestrants lie les bloqueurs neuromusculaires jusqu'à 100, 000 fois plus étroitement que le conteneur de cyclodextrine Sugammadex, qui est en usage clinique. De plus, l'agent séquestrant discrimine l'acétylcholine, une substance transmettrice naturelle de l'influx nerveux dans les systèmes nerveux central et périphérique, qui ne doit pas être séquestré.

Les auteurs ont mesuré les activités de complexation hôte-invité de Pillar[n]MaxQ par des études de titrage impliquant la calorimétrie et la résonance magnétique nucléaire des molécules invitées. Comme il a également été démontré que les pillararènes inversent les effets des agents neuromusculaires chez le rat, les chercheurs visent à étudier les nouvelles actions de séquestration de Pillar[n]MaxQ dans des modèles animaux. En raison de la forte liaison et de la spécificité des conteneurs moléculaires chimiquement adaptés, ils sont convaincus qu'ils observeront des résultats positifs.