Riječ je o eksperimentalnoj tehnologiji poznatoj kao "molekularni pneumatski čekić" (engl. molecular jackhammer), koja koristi svjetlost i posebne molekule kako bi fizički uništila stanice raka.

Važno je naglasiti da je metoda još uvijek u fazi laboratorijskih i životinjskih istraživanja te nije dostupna za liječenje ljudi. Ipak, dosadašnji rezultati stručnjake smatraju vrlo obećavajućima.

Kako funkcionira nova metoda?

Nova tehnologija temelji se na molekulama aminocijanina, sintetičkim bojama koje se već godinama koriste u medicini za snimanje i otkrivanje tumora.

Kada se te molekule izlože svjetlosti bliskog infracrvenog spektra, počinju sinkronizirano vibrirati nevjerojatnom brzinom od oko 40 bilijuna oscilacija u sekundi.

Takvo iznimno brzo mehaničko gibanje omogućuje im da doslovno rastrgnu membranu stanice raka, što dovodi do njezina uništenja u svega nekoliko minuta, čak i pri vrlo niskim dozama.

Prvi rezultati pokazali su 99 posto uspješnosti

Prve rezultate ove tehnologije krajem 2023. godine objavio je tim znanstvenika sa Sveučilišta Rice, Texas A&M Universityja i Sveučilišta Texas u uglednom časopisu Nature Chemistry.

U laboratorijskim kulturama metoda je uništila čak 99 posto stanica raka.

Istraživanje je provedeno i na miševima oboljelima od melanoma, pri čemu je polovica životinja nakon tretmana ostala bez znakova raka.

Iako su rezultati vrlo ohrabrujući, istraživači upozoravaju da se uspješnost postignuta u laboratoriju ne može automatski prenijeti na liječenje ljudi. Potrebna su dodatna istraživanja i klinička ispitivanja kako bi se utvrdila sigurnost i učinkovitost ove metode kod pacijenata.

Neuroznanstvenik otkrio koja se hrana mora jesti kako bi se spriječilo nakupljanje 'zombi stanica' po tijelu

Razvijaju se nove varijante tehnologije

Jedan od autora istraživanja, kemičar James Tour sa Sveučilišta Rice, zajedno sa suradnicima nastavio je razvijati ovu tehnologiju.

Krajem 2024. godine u časopisu Advanced Science objavili su novo istraživanje u kojem predstavljaju više različitih inačica molekularnih pneumatskih čekića. Cilj je razviti sustave koji bi mogli još preciznije ciljati različite vrste tumora.

Zašto bi ova metoda mogla biti posebna?

Osim visoke učinkovitosti u prvim pokusima, znanstvenici ističu još jednu važnu prednost.

Budući da se stanice raka uništavaju mehaničkim djelovanjem, a ne kemijskim procesima, postoji mogućnost da će mnogo teže razviti otpornost na ovu terapiju, što predstavlja velik problem kod brojnih postojećih lijekova protiv raka.

"Ovo istraživanje pokazuje potpuno drugačiji način liječenja raka korištenjem mehaničkih sila na molekularnoj razini", izjavio je kemičar Ciceron Ayala-Orozco sa Sveučilišta Rice prilikom objave rada u časopisu Nature Chemistry.

James Tour tada je dodao da je riječ o novoj generaciji molekularnih strojeva.

"Više su od milijun puta brži u svom mehaničkom kretanju od ranije razvijenih motora tipa Feringa, a mogu se aktivirati bliskom infracrvenom svjetlošću umjesto vidljivom svjetlošću", rekao je Tour, prenosi Science Alert.

Zašto je infracrvena svjetlost važna?

Posebnu ulogu u ovoj tehnologiji ima bliska infracrvena svjetlost.

Za razliku od vidljive svjetlosti, ona može prodrijeti dublje u ljudsko tijelo, što bi u budućnosti moglo omogućiti liječenje tumora smještenih u kostima ili unutarnjim organima bez kirurškog zahvata.

Molekule aminocijanina pritom ostaju stabilne u vodi i lako se vežu uz vanjsku površinu stanica raka, što ih čini pogodnima za ovakav pristup.

S divnog putovanja vratila se s opasnim uljezima u organizmu: 'Bilo je odvratno, mislila sam da sam gotova'

Što su zapravo plazmoni?

Istraživači objašnjavaju da elektroni unutar molekula tijekom aktivacije stvaraju tzv. plazmone – kolektivne vibracije koje pokreću cijelu molekulu.

"Prvi put pokazali smo da se molekularni plazmon može koristiti za pobuđivanje cijele molekule i stvaranje mehaničkog djelovanja koje fizički razara membrane stanica raka", objasnila je Ayala-Orozco.

Plazmoni imaju posebnu strukturu koja omogućuje molekulama da se pričvrste na membrane stanica raka, dok snažne vibracije doslovno trgaju njihove stanične ovojnice.

Istraživači proučavali i sigurnost metode

U najnovijem radu znanstvenici su se posebno bavili pitanjem moguće toksičnosti molekularnih pneumatskih čekića.

Rezultati pokazuju da normalne stanice brzo apsorbiraju male količine neaktiviranih molekula te ih potom učinkovito uklanjaju iz organizma.

Autori istraživanja navode da takav mehanizam pruža važne informacije o mogućem sigurnosnom profilu ove tehnologije za buduće terapijske primjene.

Iako su rezultati dosadašnjih istraživanja vrlo obećavajući, stručnjaci naglašavaju da je riječ o ranom stadiju razvoja. Prije eventualne primjene kod ljudi potrebno je provesti opsežna klinička ispitivanja kako bi se potvrdila učinkovitost i sigurnost ove nove metode liječenja raka.