Rezultati za sada pokazuju obećavajuću bezbednost i efikasnost na životinjskim modelima, ali su potrebna dodatna istraživanja pre primene na ljudima
Rak u kostima i organima bi potencijalno mogao da se leči bez potrebe za operacijom kako bi se došlo do mesta rasta raka
Naučnici su možda pronašli način da unište ćelije raka bez početnog oslanjanja na hemoterapiju, hirurgiju ili zračenje. Novi pristup naziva se molekularni čekić i oslanja se na malo više od svetlosti i dobro uspostavljenog medicinskog molekula, a može da ubije rak u roku od nekoliko minuta.
Tehnika podrazumeva korišćenje molekula aminocijanina - sintetičkih boja koje se već široko koriste u medicinskom snimanju, i njihovo stimulisanje svetlošću bliskog infracrvenog zračenja.
Zbog toga vibriraju sinhronizovano brzinom od oko 40 triliona oscilacija u sekundi, dovoljno brzo da fizički rastrgnu membranu ćelije raka. Postupak može ubiti ćelije raka u roku od nekoliko minuta, čak i pri malim dozama.
Rezultati prvih eksperimenata korišćenjem tehnike molekularnog pneumatskog čekića, tim sa Univerziteta Rajs, Teksas A&M i Univerziteta u Teksasu objavio je krajem 2023. godine u časopisu Nature Chemistry.
Eksperimenti su pokazali stopu uspeha od 99 procenata u uništavanju ćelija raka u laboratorijskim kulturama. Kod mišjih modela koji su imali melanom, polovina životinja je ostala bez raka.
Od tada, jedan od istraživača, hemičar sa Univerziteta Rajs, Džejms Tur, proširio je pristup sa kolegama.
Krajem 2024. godine, istraživači su objavili nastavak u časopisu Advanced Science, opisujući mnoge različite varijacije molekularnih pneumatskih čekića u razvoju – otvarajući vrata za ciljanje različitih vrsta raka sa većom preciznošću.
Treba imati na umu da su dosadašnji rezultati svi bili u laboratorijskim i životinjskim modelima, a prenošenje te iste efikasnosti na ljude nije uvek tako jednostavno.
Naučnici se nadaju da će ista efikasnost biti i kod ljudi
Ali, naučnici smatraju da, pošto je ovo mehanička tehnika, ćelije raka verovatno neće razviti otpornost na nju.
- Ova studija se bavi drugačijim načinom lečenja raka korišćenjem mehaničkih sila na molekularnom nivou - rekao je hemičar Ciceron Ajala-Orozko sa Univerziteta Rajs kada je objavljen rad u časopisu Nature Chemistry.
Ovaj pristup predstavlja poboljšanje druge vrste molekularne mašine za ubijanje raka koja je prethodno razvijena - motori tipa Feringa, koja bi mogla da razbije strukture problematičnih ćelija.
- To je potpuno nova generacija molekularnih mašina. Oni su više od milion puta brži u svom mehaničkom kretanju od prethodnih motora tipa Feringa, i mogu se aktivirati bliskom infracrvenom svetlošću umesto vidljivom svetlošću - rekao je Tur u decembru 2023. godine.
Molekuli aminocijanina se već koriste u bioimadžingu kao sintetičke boje. Uobičajeno se koriste u malim dozama za otkrivanje raka, ostaju stabilni u vodi i veoma su dobri u vezivanju za spoljašnjost ćelija.
Upotreba bliskog infracrvenog svetla je važna jer omogućava naučnicima da prodru dublje u telo.
Mogućnost lečenja raka bez operacije
Rak u kostima i organima bi potencijalno mogao da se leči bez potrebe za operacijom kako bi se došlo do mesta rasta raka.
Struktura i hemijska svojstva molekula aminocijanina znače da ostaju sinhronizovani sa pravim stimulusom, kao što je bliska infracrvena svetlost. Kada su u pokretu, elektroni unutar molekula formiraju ono što je poznato kao plazmoni, kolektivno vibrirajuće entitete koji pokreću kretanje po celom molekulu.
- Ono što treba istaći jeste da smo otkrili još jedno objašnjenje kako ovi molekuli mogu da funkcionišu. Ovo je prvi put da se molekularni plazmon koristi na ovaj način da pobudi ceo molekul i da zapravo proizvede mehaničko dejstvo koje se koristi za postizanje određenog cilja - u ovom slučaju, kidanje membrana ćelija raka - rekla je Ajala-Orozko, prenosi Science Alert.
Plazmoni imaju krak sa jedne strane, koji pomaže u povezivanju molekula sa membranama ćelija raka dok ih pokreti vibracija kidaju. Još uvek je rano za istraživanje, ali ovi početni nalazi su veoma obećavajući.
U svom najnovijem radu, istraživači su se bavili zabrinutošću zbog potencijalne toksičnosti ovih molekula, otkrivši da se niske doze neaktiviranih molekularnih pneumatskih čekića brzo internalizuju i uklanjaju od strane normalnih ćelija.
- Relativno brzo uklanjanje molekularnih pneumatskih čekića iz ćelija primećeno u ovoj studiji sugeriše potencijalni put za njihovo eliminisanje iz tela. Ovaj mehanizam čišćenja pruža važan uvid u potencijalni bezbednosni profil molekularnih pneumatskih čekića za terapeutske primene - piše tim čiji su rezultati prvog dokaza koncepta objavljeni u decembru 2023. godine u časopisu Nature Chemistry, a zatim i studija o varijantama molekularnih pneumatskih čekića u časopisu Advanced Science u oktobru 2024. godine.
