Химики создали улучшенную молекулярную "дрель" для уничтожения раковых клеток
Международная команда ученых приблизилась к совершенствованию молекулярных моторов, которые просверливают поверхность раковых клеток, мгновенно убивая их.
Исследователи из Университета Райса, Даремского университета (Великобритания) и Университета штата Северная Каролина сообщили об успешной активации моторов с помощью точного двухфотонного возбуждения ближним инфракрасным светом. В отличие от ультрафиолетового света, использовавшегося ранее, новый метод не повреждает соседние здоровые клетки.
Результаты опубликованы в журнале Американского химического общества ACS Nano.
Исследование под руководством Джеймса Тура (Райс), Роберта Пала (Дарем) и Гуфэна Вана (Северная Каролина) может быть наиболее применимо для лечения рака кожи, полости рта и желудочно-кишечного тракта, доступного для лазерного воздействия.
В статье 2017 года в Nature та же команда сообщила о разработке молекулярных моторов, усиленных малыми белками, которые нацелены на специфические раковые клетки. После активации светом лопастеподобные моторы вращаются со скоростью до 3 миллионов раз в секунду, позволяя молекулам просверливать защитные мембраны клеток и убивая их за минуты.
С тех пор исследователи работали над устранением необходимости использования повреждающего ультрафиолетового света. При двухфотонном поглощении (явление, предсказанное в 1931 году и подтвержденное 30 лет спустя с появлением лазеров) моторы поглощают фотоны двух частот и переходят в более высокое энергетическое состояние, запуская "лопасти".
"Многофотонная активация не только более биосовместима, но также позволяет более глубокое проникновение в ткани и устраняет любые нежелательные побочные эффекты, которые могут возникать при использовании УФ-света", — сказал Роберт Пал.
Исследователи протестировали усовершенствованные моторы на клетках рака кожи, молочной железы, шейки матки и простаты в лаборатории. После нацеливания моторов лазеры активировали их с точностью около 200 нанометров. В большинстве случаев клетки погибали в течение трех минут. Ученые полагают, что моторы также разрушают хроматин и другие компоненты больных клеток, что может помочь замедлить метастазирование.
Поскольку моторы нацелены на специфические клетки, Джеймс Тур сообщил, что ведутся работы по их адаптации для уничтожения антибиотикорезистентных бактерий.
"Мы продолжаем совершенствовать молекулярные моторы, стремясь к созданию таких, которые будут работать с видимым светом и обеспечат еще более высокую эффективность уничтожения клеточных мишеней", — сказал он.