Ученые открыли новый способ уничтожения раковых клеток. Стимуляция молекул аминоцианина светом ближнего инфракрасного диапазона привела к их синхронным колебаниям, достаточным для разрушения мембран раковых клеток.
Молекулы аминоцианина уже используются в биоимиджинге в качестве синтетических красителей. Обычно они используются в малых дозах для выявления рака, остаются стабильными в воде и хорошо прикрепляются к внешней стороне клеток.
Исследовательская группа из Университета Райса, Техасского университета A&M и Техасского университета утверждает, что новый подход является заметным улучшением по сравнению с ранее разработанным другим видом молекулярных машин для уничтожения рака, называемых моторами типа Феринга, которые также могли разрушать структуры проблемных клеток.
"Это совершенно новое поколение молекулярных машин, которые мы называем молекулярными отбойными молотками", - говорит химик Джеймс Тур из Университета Райса.
"Они более чем в миллион раз быстрее в своем механическом движении, чем прежние двигатели типа Feringa, и их можно активировать не видимым, а ближним инфракрасным светом".
Использование ближнего инфракрасного света важно, поскольку позволяет ученым проникать глубже в организм. Потенциально рак в костях и органах можно будет лечить, не прибегая к хирургическому вмешательству, чтобы добраться до раковой опухоли.
В ходе испытаний на выращенных в лаборатории раковых клетках метод молекулярного отбойного молотка показал 99-процентный результат по уничтожению клеток. Подход также был опробован на мышах с опухолями меланомы, и половина животных избавилась от рака.
Структура и химические свойства молекул аминоцианина позволяют им синхронизироваться с правильным стимулом - например, ближним инфракрасным светом. В движении электроны внутри молекул образуют так называемые плазмоны - коллективные колебания, которые приводят в движение всю молекулу.
"Необходимо подчеркнуть, что мы обнаружили еще одно объяснение того, как эти молекулы могут работать", - говорит химик Сисерон Айала-Ороско из Университета Райса.
"Впервые молекулярный плазмон используется таким образом, чтобы возбудить всю молекулу и произвести механическое воздействие для достижения определенной цели - в данном случае, разрыва мембраны раковых клеток".
С одной стороны у плазмонов есть рука, которая помогает соединять молекулы с мембранами раковых клеток, в то время как колебательные движения разрывают их на части. Исследование еще только начинается, но его первые результаты весьма многообещающи.
Кроме того, это такой простой биомеханический метод, против которого раковым клеткам будет сложно придумать какую-то блокаду. Далее исследователи собираются изучить другие типы молекул, которые могут быть использованы аналогичным образом.
"В этом исследовании речь идет о другом способе лечения рака с помощью механических сил на молекулярном уровне", - говорит Айала-Ороско.