Moleculaire containers die medicijnen verwijderen, toxines, of onwelriekende stoffen uit de omgeving worden sequestreermiddelen genoemd. Wetenschappers hebben een klasse van moleculaire containers ontwikkeld die specifiek neurotransmitterantagonisten sekwestreren. De tonvormige moleculen genaamd Pillar[n]MaxQ binden neuromusculair blokkerende chemicaliën 100, 000 keer sterker dan gevestigde macrocyclische ontgiftingsmiddelen, rapporteren de onderzoekers in het tijdschrift Angewandte Chemie .

Moleculaire houders van het cyclodextrine-type sekwestreren hun doelwitten door complexering. De ring- of tonvormige moleculen herkennen de moleculaire kenmerken van de doelmoleculen en trekken ze met hydrofobe krachten de centrale holte in. Zodra het doelmolecuul zich in deze moleculaire container bevindt, het wordt geneutraliseerd. Deze gast-gastcomplexatie is het mechanisme waardoor cyclodextrines, die groot zijn, ringvormige suikermoleculen, onaangename geuren elimineren.

Echter, cyclodextrines zijn niet erg specifiek en falen voor de meeste alkaloïden - een klasse van stikstofbevattende chemicaliën, waaronder neurotransmitters en veel illegale drugs. Voor deze verbindingen een klasse van moleculaire containers genaamd pijlerarenen lijkt nuttig te zijn. Ze houden de alkaloïden stevig gebonden in hun holte van de pijlerarenen door een ringwand van aromatische benzeeneenheden rond het koolwaterstofrijke moleculaire lichaam te wikkelen.

Lyle Isaacs en zijn onderzoeksteam van de Universiteit van Maryland hebben de structuur van de pijlerarenen verder ontwikkeld om de interactie tussen gastheer en gast sterker en specifieker te maken. "We hadden voor ogen om een ​​hogere negatieve ladingsdichtheid rond de monding van de holte te creëren door zure functionele sulfaatgroepen te introduceren, " schreven de auteurs. De negatief geladen sulfaatgroepen trekken quaternaire ammoniumionen aan en binden ze, die een kenmerk zijn van verschillende klinisch belangrijke neuromusculaire blokkers. De sulfaatgroepen verstevigden ook de moleculaire structuur van de vaten, vonden de onderzoekers, zodat de drugsgast soepel in de holte werd getrokken door hydrofobe krachten.

De onderzoekers noemden de moleculaire containers Pillar[n]MaxQ, waarbij n een doelgrootte-afhankelijke diameter aangeeft die variabel is. Ze merkten op dat deze klasse van sequestreermiddelen de neuromusculaire blokkers bindt tot 100, 000 keer steviger dan de cyclodextrinecontainer Sugammadex, die in klinisch gebruik is. Bovendien, het sequestreermiddel discrimineerde acetylcholine, een natuurlijke zendersubstantie van zenuwimpulsen in het centrale en perifere zenuwstelsel, die niet mag worden opgeborgen.

De auteurs hebben de gastheer-gastcomplexeringsactiviteiten van Pillar[n]MaxQ gemeten door middel van titratiestudies met calorimetrie en nucleaire magnetische resonantie van de gastmoleculen. Omdat van pijlerarenen ook is aangetoond dat ze de effecten van neuromusculaire middelen bij ratten ongedaan maken, de onderzoekers willen de nieuwe Pillar[n]MaxQ-sequestreeracties in diermodellen bestuderen. Vanwege de hoge binding en de specificiteit van de chemisch op maat gemaakte moleculaire containers, ze zijn ervan overtuigd dat ze positieve resultaten zullen waarnemen.