Οι επιστήμονες ανακάλυψαν έναν νέο τρόπο καταστροφής των καρκινικών κυττάρων. Η διέγερση των μορίων αμινοκυανίνης με το εγγύς υπέρυθρο φως τα έκανε να δονούνται συγχρονισμένα, αρκετά για να διασπάσουν τις μεμβράνες των καρκινικών κυττάρων.
Τα μόρια αμινοκυανίνης χρησιμοποιούνται ήδη στη βιοαπεικόνιση ως συνθετικές βαφές. Χρησιμοποιούνται συνήθως σε χαμηλές δόσεις για την ανίχνευση του καρκίνου, παραμένουν σταθερά στο νερό και είναι πολύ καλά στο να προσκολλώνται στο εξωτερικό των κυττάρων.
Η ερευνητική ομάδα αποτελείται από επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Rice, το Πανεπιστήμιο A&M του Τέξας και το Πανεπιστήμιο του Τέξας, ενώ η έρευνα δημοσιεύθηκε στο Natural Chemistry.
«Πρόκειται για μια εντελώς νέα γενιά μοριακών μηχανών που ονομάζουμε μοριακούς γρύλους», λέει ο χημικός James Tour από το Πανεπιστήμιο Rice.
«Είναι πάνω από ένα εκατομμύριο φορές ταχύτεροι στη μηχανική τους κίνηση από τους προηγούμενους κινητήρες τύπου Feringa και μπορούν να ενεργοποιηθούν με εγγύς υπέρυθρο φως παρά με ορατό φως».
Η χρήση του εγγύς υπέρυθρου φωτός είναι σημαντική γιατί επιτρέπει στους επιστήμονες να μπουν βαθύτερα στο σώμα. Ο καρκίνος στα οστά και τα όργανα θα μπορούσε ενδεχομένως να αντιμετωπιστεί χωρίς να χρειαστεί χειρουργική επέμβαση για να φτάσει στην ανάπτυξη του καρκίνου.
Σε δοκιμές σε καλλιεργημένα, εργαστηριακά αναπτυγμένα καρκινικά κύτταρα, η μέθοδος μοριακού jackhammer σημείωσε ποσοστό επιτυχίας 99% στην καταστροφή των κυττάρων. Η προσέγγιση δοκιμάστηκε επίσης σε ποντίκια με όγκους μελανώματος και τα μισά ζώα απαλλάχθηκαν από καρκίνο.
Η δομή και οι χημικές ιδιότητες των μορίων αμινοκυανίνης παραμένουν σε συγχρονισμό με το σωστό ερέθισμα, όπως το εγγύς υπέρυθρο φως. Όταν βρίσκονται σε κίνηση, τα ηλεκτρόνια μέσα στα μόρια σχηματίζουν αυτό που είναι γνωστό ως πλασμόνια, συλλογικά δονούμενες οντότητες που οδηγούν την κίνηση σε ολόκληρο το μόριο.
«Αυτό που πρέπει να τονιστεί είναι ότι ανακαλύψαμε μια άλλη εξήγηση για το πώς μπορούν να λειτουργήσουν αυτά τα μόρια», λέει ο χημικός Ciceron Ayala-Orozco από το Πανεπιστήμιο Rice.
«Είναι η πρώτη φορά που ένα μοριακό πλασμόνιο χρησιμοποιείται με αυτόν τον τρόπο για να διεγείρει ολόκληρο το μόριο και να παράγει πραγματικά μηχανική δράση που χρησιμοποιείται για την επίτευξη ενός συγκεκριμένου στόχου – σε αυτή την περίπτωση, το σχίσιμο της μεμβράνης των καρκινικών κυττάρων».
Τα πλασμόνια έχουν ένα βραχίονα στη μία πλευρά, βοηθώντας στη σύνδεση των μορίων με τις μεμβράνες των καρκινικών κυττάρων ενώ οι κινήσεις των δονήσεων τα απομακρύνουν. Είναι ακόμη νωρίς για την έρευνα, αλλά αυτά τα αρχικά ευρήματα είναι πολλά υποσχόμενα.
Αυτό είναι επίσης το είδος της απλής, εμβιομηχανικής τεχνικής κατά της οποίας τα καρκινικά κύτταρα θα δυσκολεύονταν να αναπτύξουν κάποιου είδους αποκλεισμό. Στη συνέχεια, οι ερευνητές εξετάζουν άλλους τύπους μορίων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν με παρόμοιο τρόπο
«Αυτή η μελέτη αφορά έναν διαφορετικό τρόπο αντιμετώπισης του καρκίνου χρησιμοποιώντας μηχανικές δυνάμεις σε μοριακή κλίμακα», λέει η Ayala-Orozco.