Des scientifiques du Texas A&M University Health Science Center (Texas A&M Health) ont découvert qu'un matériau carboné de taille nanométrique dérivé de l'oxydation de sources riches en carbone pourrait être utilisé pour traiter le syndrome de Down et d'autres troubles associés à des niveaux élevés de sulfure d'hydrogène.
Sulfure d'hydrogène (H2 S) est principalement connu comme un sous-produit de la production pétrolière caractérisé par une odeur « d’œuf pourri ». Ce gaz nocif est également produit naturellement par la décomposition anaérobie, ou fermentation, de la matière organique, lorsque les bactéries décomposent le fumier animal, les déchets alimentaires et autres matières organiques en l'absence d'oxygène.
Le sulfure d'hydrogène est synthétisé dans les organismes vivants, où il joue un rôle vital dans la fonction osseuse, cérébrale, hépatique et rénale, ainsi que dans la régulation de la dilatation des vaisseaux sanguins et en complétant la chaîne de transport des électrons.
L’une des affections les plus connues associées à des niveaux élevés de sulfure d’hydrogène est le syndrome de Down. Cette maladie génétique est associée au déclin du fonctionnement de nombreux systèmes au fil du temps, notamment les systèmes musculo-squelettique et nerveux. Des études antérieures ont émis l'hypothèse que la réduction des niveaux de H2 en circulation S peut améliorer la fonction chez les personnes atteintes du syndrome de Down. Cependant, le sulfure d'hydrogène est nécessaire au fonctionnement biologique normal, donc l'inhibition directe des enzymes de synthèse pourrait être préjudiciable.
Une étude innovante et collaborative dirigée par le Dr Thomas A. Kent, professeur titulaire de la chaire Robert A. Welch au Texas A&M Health Institute of Biosciences and Technology et à la Texas A&M University School of Medicine, révèle comment un matériau carboné de taille nanométrique dérivé de l'oxydation de diverses sources riches en carbone peut agir comme médiateur de plusieurs réactions thérapeutiques et améliorer les résultats dans des modèles expérimentaux allant de l'accident vasculaire cérébral, des saignements, des traumatismes et des toxines mitochondriales.
Cet article, publié dans la revue Advanced Materials , met en évidence la capacité du nanomatériau de carbone à améliorer la fonction et la survie des cellules dérivées du syndrome de Down.
La recherche décrit comment les nanomatériaux de carbone facilement synthétisés peuvent fournir une nouvelle approche pour traiter les troubles liés aux niveaux toxiques de sulfure d'hydrogène dans des troubles comme le syndrome de Down et bien d'autres.
Plutôt que de bloquer sa production, le sulfure d'hydrogène est converti en ses métabolites qui offrent de nombreuses fonctions favorables telles que la modification des protéines pour améliorer leur capacité à agir comme antioxydants. Ces matériaux agissent comme des enzymes synthétiques de taille nanométrique, appelées nanozymes, qui jusqu'à présent n'ont montré aucune toxicité apparente dans plusieurs modèles expérimentaux différents et sont bien tolérées tout en protégeant des blessures aiguës et chroniques.
"Nous sommes enthousiasmés par cette recherche car nous pensons avoir découvert un moyen de traiter de nombreux troubles en utilisant des matériaux à base de carbone et une méthode de synthèse simple et directe", a déclaré Kent. "Nous espérons que ces matériaux fourniront une nouvelle approche pour traiter les troubles liés à une forte teneur en sulfure d'hydrogène, en les convertissant en métabolites bénéfiques, comme l'illustre le syndrome de Down.
"Nous continuons à découvrir de nouvelles actions, qui jusqu'à présent sont toutes favorables et ne représentent peut-être que la pointe de l'iceberg quant à ce que ces matériaux peuvent faire pour soutenir des fonctions biologiques importantes dans des conditions dans lesquelles elles sont menacées", a-t-il poursuivi.>
Plus d'informations : Paul J. Derry et al, Oxydation du sulfure d'hydrogène en polysulfure et thiosulfate par une nanozyme de carbone :implications thérapeutiques en mettant l'accent sur le syndrome de Down, Matériaux avancés (2023). DOI : 10.1002/adma.202211241
Informations sur le journal : Matériaux avancés
Fourni par l'Université A&M du Texas
