Вчені знищили 99% ракових клітин за допомогою вібраційних молекул

Вчені відкрили дивовижний спосіб знищення ракових клітин. Стимулюючи молекули аміноціаніну ближнім інфрачервоним світлом, вони почали синхронно вібрувати, достатньо, щоб розбити мембрани ракових клітин.

Молекули аміноціаніну вже використовуються в біовізуалізації як синтетичні барвники. Зазвичай використовуються в низьких дозах для виявлення раку, вони залишаються стабільними у воді та дуже добре прикріплюються до зовнішньої частини клітин.

Дослідницька група з Університету Райса, Техаського університету A&M і Техаського університету заявила, що їхній підхід є значним покращенням у порівнянні з іншим видом молекулярної машини, яка вбиває рак, розробленою раніше, так званими двигунами типу Ферінга, які також можуть порушувати структури проблемних клітин.

«Це ціле 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 рухаються більш ніж у мільйон разів швидше, ніж колишні двигуни типу Feringa, і їх можна активувати ближнім інфрачервоним світлом, а не видимим світлом».

Використання ближнього інфрачервоного світла є важливим, оскільки воно дозволяє вченим проникати глибше в організм. Рак кісток і органів потенційно можна лікувати, не потребуючи хірургічного втручання, щоб дістатися до пухлини.

Під час випробувань на культивованих ракових клітинах, вирощених у лабораторії, метод молекулярного відбійного молотка показав 99-відсотковий показник руйнування клітин. Цей підхід також випробували на мишах з пухлинами меланоми, і половина тварин залишилася без раку.

Структура та хімічні властивості молекул аміноціаніну означають, що вони синхронізуються з потрібним стимулом, таким як ближнє інфрачервоне світло. Під час руху електрони всередині молекул утворюють те, що називається плазмонами, сукупно вібруючі сутності, які керують рухом усієї молекули.

«Що потрібно підкреслити, так це те, що ми знайшли інше пояснення того, як ці молекули можуть працювати», — сказав хімік Цицерон Аяла-Орозко з Університету Райса. «Це перший випадок, коли молекулярний плазмон використовується таким чином, щоб збудити всю молекулу та фактично створити механічну дію, яка використовується для досягнення конкретної мети – у цьому випадку розриву мембрани ракових клітин».

Плазмони мають руку з одного боку, яка допомагає з’єднати молекули з мембранами ракових клітин, тоді як рухи вібрацій розбивають їх на частини. Дослідження ще на початку, але ці початкові висновки є багатообіцяючими.

Це також проста, біомеханічна техніка, проти якої раковим клітинам було б важко виробити якусь блокаду. Далі дослідники розглядають інші типи молекул, які можна використовувати подібним чином

«Це дослідження стосується іншого способу лікування раку за допомогою механічних сил у молекулярному масштабі», — сказала Аяла-Орозко. Дослідження було опубліковано в журналі Nature Chemistry.