Вчені знайшли неймовірний спосіб знищувати ракові клітини. Дослідження, опубліковане минулого року, показало, що стимулювання молекул аміноціаніну ближнім інфрачервоним світлом викликає їх вібрацію в синхронії, що достатньо для того, щоб розірвати мембрани ракових клітин.
Молекули аміноціаніну вже використовуються в біоіміджінгу як синтетичні барвники. Їх часто використовують у малих дозах для виявлення раку, вони залишаються стабільними у воді та добре прикріплюються до зовнішньої поверхні клітин.
Дослідницька група з університету Райса, Техаського університету A&M та університету Техасу зазначила, що їхній підхід є суттєвим вдосконаленням порівняно з іншими молекулярними машинами для знищення ракових клітин, зокрема моторами типу Ферінга, які також здатні руйнувати структури проблемних клітин.
“Це абсолютно нове покоління молекулярних машин, які ми називаємо молекулярними відбійними молотками”, — сказав хімік Джеймс Тур з університету Райса, коли результати були опубліковані в грудні 2023 року.
“Вони в мільйон разів швидші у своїй механічній рухливості, ніж попередні мотори типу Ферінга, і їх можна активувати за допомогою ближнього інфрачервоного світла, а не видимого світла.”
Використання ближнього інфрачервоного світла важливе, оскільки воно дозволяє вченим проникати глибше в організм. Це дає можливість лікувати рак кісток і органів без необхідності хірургічного втручання для доступу до пухлин.
У випробуваннях на культивованих лабораторних ракових клітинах метод молекулярних відбійних молотків показав результат 99% ефективності в знищенні клітин. Підхід також тестували на мишах з меланоми, і половина тварин стала безраковими.
Структура та хімічні властивості молекул аміноціаніну дозволяють їм залишатися синхронізованими з правильним стимулом, таким як ближнє інфрачервоне світло. Коли молекули знаходяться в русі, електрони всередині молекул утворюють те, що називається плазмонами, колективно вібруючими утвореннями, які забезпечують рух по всій молекулі.
“Те, що потрібно підкреслити, це те, що ми знайшли ще одне пояснення того, як ці молекули можуть працювати”, — сказав хімік Сісерон Аяла-Оріско з університету Райса.
“Це перший раз, коли молекулярний плазмон використовується таким чином для того, щоб збудити всю молекулу і реально здійснити механічну дію, яка досягає конкретної мети — в цьому випадку, розриву мембрани ракових клітин.”
Плазмони мають одну сторону, яка допомагає з’єднувати молекули з мембранами ракових клітин, поки рухи вібрацій не розбивають їх. Це все ще на початковій стадії, але перші результати дуже обнадійливі.
Це також такий тип прямолінійної, біомеханічної техніки, яку ракові клітини навряд чи зможуть заблокувати. Далі дослідники планують вивчати інші типи молекул, які можуть використовуватися подібним чином.
“Це дослідження про інший спосіб лікування раку за допомогою механічних сил на молекулярному рівні”, — сказав Аяла-Оріско.
Дослідження було опубліковано в журналі Nature Chemistry.