Дослідники з Університету Райса працюють над новим способом знищення ракових клітин. Вчені виявили, що, змушуючи деякі молекули вібрувати, вони можуть розривати мембрани клітин, що мутували. Метод показав 99% ефективності проти лабораторних культур клітин меланоми людини, а в дослідженні на живих мишах половина тварин вилікувалась від меланоми.
Принцип роботи (згори) та фотографії впливу на клітини меланоми людини (знизу). Молекулярний відбійний молоток (синій) прикріплюється до ліпідного бисла ракової клітини. При стимуляції ближнім інфрачервоним світлом сильно вібрує, викликаючи розрив клітинної мембрани. Зображення: Ciceron Ayala-Orozco, Rice University
«Відбійні молотки» є молекулами аміноціаніну, класу флуоресцентних синтетичних барвників, що використовуються для медичної візуалізації. Дослідники виявили, що атоми невеликої молекули барвника при стимуляції ближнім інфрачервоним світлом починають вібрувати в унісон, утворюючи плазмони. Це квантові квазічастинки, що об’єднують електрони, що коливаються, і пов’язане з ним електромагнітне поле.
Дослідники відзначають, що аміноціанін давно використовується як контрастна речовина для медичної візуалізації, її біосумісність та безпека для людини вже доведена. А ближнє інфрачервоне світло може проникати в тіло набагато глибше, ніж видиме світло, досягаючи органів чи кісток та не ушкоджуючи тканини.
Структура молекули аміноціаніну (молекулярний відбійний молоток), накладена поверх розрахованого молекулярного плазмону, з характерним симетричним тілом та довгим «боковим плечем». Зображення: Ciceron Ayala-Orozco, Rice University
Дослідники націлюють молекули на ракові клітини, де прикріплюються до білкового шару мембрани. Після активації світлом «молотки» починають вібрувати, руйнуючи клітини. Вчені протестували роботу методу на клітинних культурах раку людини у пробірці та на мишачих моделях. Для застосування в медицині будуть потрібні додаткові доклінічні та клінічні випробування, щоб підтвердити безпеку та ефективність методу.