Recipientes moleculares que removem medicamentos, toxinas, ou substâncias malcheirosas do meio ambiente são chamadas de agentes sequestrantes. Os cientistas desenvolveram uma classe de recipientes moleculares que sequestram especificamente os antagonistas dos neurotransmissores. As moléculas em forma de barril chamadas Pilar [n] MaxQ ligam-se a produtos químicos bloqueadores neuromusculares 100, 000 vezes mais firmemente do que os agentes de desintoxicação macrocíclicos estabelecidos, os pesquisadores relatam no jornal Angewandte Chemie .

Recipientes moleculares do tipo ciclodextrina sequestram seus alvos por complexação. As moléculas em forma de anel ou barril reconhecem as características moleculares das moléculas-alvo e as puxam para a cavidade central usando forças hidrofóbicas. Uma vez que a molécula alvo está dentro deste recipiente molecular, é neutralizado. Esta complexação hospedeiro-convidado é o mecanismo pelo qual as ciclodextrinas, que são grandes, moléculas de açúcar em forma de anel, elimine odores desagradáveis.

Contudo, as ciclodextrinas não são muito específicas e falham para a maioria dos alcalóides - uma classe de produtos químicos que contêm nitrogênio, incluindo neurotransmissores e muitas drogas ilícitas. Para esses compostos, uma classe de recipientes moleculares chamados pilararenos parecem ser úteis. Eles mantêm os alcalóides fortemente ligados em sua cavidade pilararene, envolvendo uma parede anelar de unidades de benzeno aromático ao redor do corpo molecular rico em hidrocarbonetos.

Lyle Isaacs e sua equipe de pesquisa da Universidade de Maryland avançaram ainda mais na estrutura dos pilares para tornar as interações hospedeiro-hóspede mais fortes e específicas. "Imaginamos criar uma densidade de carga negativa mais alta ao redor da boca da cavidade, introduzindo grupos funcionais de sulfato ácido, "escreveram os autores. Os grupos de sulfato carregados negativamente atraem e ligam os íons de amônio quaternário, que são uma marca registrada de vários agentes bloqueadores neuromusculares clinicamente importantes. Os grupos de sulfato também endureceram a estrutura molecular dos barris, os pesquisadores descobriram, de modo que o hóspede da droga foi puxado suavemente para a cavidade por forças hidrofóbicas.

Os pesquisadores apelidaram os recipientes moleculares de Pilar [n] MaxQ, onde n indica um diâmetro dependente do tamanho do alvo que é variável. Eles observaram que esta classe de agentes sequestrantes liga os bloqueadores neuromusculares até 100, 000 vezes mais firmemente do que o recipiente de ciclodextrina Sugamadex, que está em uso clínico. Além disso, o agente sequestrante discriminou a acetil colina, uma substância transmissora natural de impulsos nervosos dentro dos sistemas nervosos central e periférico, que não deve ser sequestrado.

Os autores mediram as atividades de complexação hospedeiro-hóspede do Pillar [n] MaxQ por estudos de titulação envolvendo calorimetria e ressonância magnética nuclear das moléculas hóspedes. Como os pilararenos também demonstraram reverter os efeitos dos agentes neuromusculares em ratos, os pesquisadores têm como objetivo estudar as novas ações de sequestro do Pillar [n] MaxQ em modelos animais. Por causa da alta ligação e da especificidade dos recipientes moleculares quimicamente adaptados, eles estão confiantes de que irão observar resultados positivos.