Скопировать ссылкуУченые нашли способ уничтожать 99% раковых клеток без химиотерапии
Исследователи из США разработали нанотехнологию, которая с помощью сверхбыстрых вибраций физически разрушает мембраны опухолей.
Исследовательская группа из Университета Райса совместно с коллегами из Техасского университета и Texas A&M разработала технологию «молекулярного отбойного молотка», способную уничтожать до 99% раковых клеток механическим путем.
Как сообщает портал Science Alert, прорывной метод основан на использовании аминоцианиновых молекул — синтетических красителей, которые на протяжении десятилетий применяются в медицинской визуализации для обнаружения новообразований.
Ученые выяснили, что при воздействии ближнего инфракрасного света эти молекулы переходят в состояние синхронной вибрации, работая как наноскопические инструменты для разрушения клеточных структур.
Процесс запускается под воздействием излучения, которое заставляет электроны внутри аминоцианинов формировать плазмоны — коллективные колебания, приводящие в движение всю молекулу целиком.
Частота таких вибраций достигает 40 триллионов раз в секунду. Это движение оказывается достаточно мощным, чтобы физически разрывать мембраны раковых клеток за несколько минут даже при использовании низких доз препарата.
У плазмонов имеется специфическое структурное ответвление, которое помогает молекуле закрепиться на поверхности клетки в момент совершения механического воздействия.
По сути, этот подход стал продолжением концепции молекулярных машин, за которую ранее уже присуждалась Нобелевская премия. Однако предложенная технология работает более чем в миллион раз быстрее, чем прежние аналоги, такие как моторы типа Феринги. Важной технической деталью является использование именно ближнего инфракрасного излучения.
В отличие от видимого света, оно способно проникать глубоко в человеческие ткани, что потенциально позволяет лечить опухоли в костях или внутренних органах без хирургического вмешательства.
Эффективность метода подтверждена серией экспериментов, результаты которых были опубликованы в журналах Nature Chemistry в конце 2023 года и Advanced Science в конце 2024 года. В лабораторных условиях на клеточных культурах техника продемонстрировала 99-процентный успех. При тестировании на мышиных моделях меланомы, которая считается крайне агрессивным видом рака, половина животных полностью излечилась.
Исследователи отмечают, что из-за чисто механического способа атаки раковые клетки лишены возможности выработать устойчивость к лечению, что является критической проблемой для традиционной химиотерапии.
Как пояснил один из авторов исследования Сисерон Айала-Ороско из Университета Райса, ученым впервые удалось использовать молекулярный плазмон для создания направленной механической силы. В последних работах команда представила несколько модификаций «молекулярных молотков», адаптированных для воздействия на различные типы опухолей.
Также был детально изучен вопрос токсичности: выяснилось, что здоровые клетки способны быстро захватывать и самостоятельно выводить неактивированные молекулы красителя. Этот процесс очищения дает ученым данные о путях выведения препарата из организма и указывает на потенциальную безопасность метода для терапевтического применения.
На данном этапе исследователи расширяют спектр исследуемых типов рака и ведут подготовку к началу клинических испытаний на людях. Технология рассматривается как способ уничтожения злокачественных клеток без токсичного воздействия на организм, характерного для классических методов лечения.
Если испытания пройдут успешно, метод «молекулярного отбойного молотка» может стать стандартной медицинской процедурой для деструкции опухолей на молекулярном уровне.
Скопировать ссылку