Naučnici su otkrili novi način uništavanja ćelija raka. Poticanje molekula aminocijanina svjetlom bliskim infracrvenom uzrokovalo je njihovo sinkronizirano vibriranje, dovoljno da razbije membrane ćelija raka.
Molekule aminocijanina već se koriste u bioimagingu kao sintetske boje. Obično se koriste u malim dozama za otkrivanje raka, ostaju stabilni u vodi i vrlo se dobro pričvršćuju na vanjsku stranu ćelija.
Istraživački tim sa Univerziteta Rice, Teksaškog univerziteta A&M i Teksaškog univerziteta kaže da je novi pristup značajno poboljšanje u odnosu na drugu vrstu prethodno razvijenih molekularnih mašina koji ubijaju rak, nazvane motori Feringa tipa, koji bi također mogli razbiti strukture problematične ćelije.
“To je potpuno nova generacija molekularnih mašina koje nazivamo molekularnim udarnim čekićima”, kaže hemičar James Tour sa Univerziteta Rice.
“Oni su više od milion puta brži u svom mehaničkom kretanju od nekadašnjih Feringa motora, i mogu se aktivirati svjetlom bliskim infracrvenom, a ne vidljivom svjetlošću.”
Korištenje bliskog infracrvenog svjetla važno je jer omogućuje naučnicima da uđu dublje u tijelo. Rak u kostima i organima potencijalno bi se mogao liječiti bez potrebe za operacijom da bi se došlo do rasta raka.
U testovima na kultiviranim, laboratorijski uzgojenim ćelijama raka, metoda molekularnog udarnog čekića postigla je stopu pogotka od 99 posto pri uništavanju ćelija. Pristup je također testiran na miševima s tumorima melanoma, a polovina životinja je ostala bez raka.
Struktura i hemijske osobine molekula aminocijanina znače da ostaju sinhronizirani s pravim podražajem – kao što je blisko infracrveno svjetlo. Kada su u pokretu, elektroni unutar molekula formiraju ono što je poznato kao plazmoni, kolektivno vibrirajuće entitete koji pokreću kretanje kroz cijelu molekulu.
“Ono što treba istaknuti jest da smo otkrili još jedno objašnjenje kako ove molekule mogu funkcionirati”, kaže hemičar Ciceron Ayala-Orozco sa Univerziteta Rice.
“Ovo je prvi put da se molekularni plazmon koristi na ovaj način da pobudi cijelu molekulu i da zapravo proizvede mehaničko djelovanje koje se koristi za postizanje određenog cilja – u ovom slučaju, kidanje membrane ćelija raka.”
Plazmoni imaju krak na jednoj strani, koji pomaže u povezivanju molekula s membranama ćelija raka dok ih pokreti vibracija razbijaju. Još je rano za istraživanje, ali ovi prvi nalazi obećavaju.
Ovo je također vrsta jednostavne, biomehaničke tehnike protiv koje bi ćelije raka teško mogle razviti neku vrstu blokade. Zatim, istraživači promatraju druge vrste molekula koje se mogu koristiti na sličan način.
“Ova studija govori o drugačijem načinu liječenja raka korištenjem mehaničkih sila na molekularnom nivou”, kaže Ayala-Orozco.
Istraživanje je objavljeno u časopisu Nature Chemistry.
