Phá hủy tế bào ung thư bằng phân tử rung

Các nhà khoa học phá hủy 99% tế bào ung thư trong phòng thí nghiệm bằng các phân tử rung

Các nhà khoa học đã khám phá ra một cách mới đáng chú ý để tiêu diệt tế bào ung thư. Kích thích các phân tử aminocyanine bằng ánh sáng gần hồng ngoại khiến chúng rung động đồng bộ, đủ để phá vỡ màng tế bào ung thư.

Các phân tử aminocyanine đã được sử dụng trong hình ảnh sinh học như thuốc nhuộm tổng hợp. Thường được sử dụng ở liều thấp để phát hiện ung thư, chúng ổn định trong nước và rất tốt trong việc bám vào bên ngoài tế bào

Cơ chế rung hoạt động như thế nào. ( Ciceron Ayala-Orozco và cộng sự, Nature Chemistry , 2023 )

Nhóm nghiên cứu từ Đại học Rice, Đại học Texas A&M và Đại học Texas cho biết cách tiếp cận mới này là sự cải tiến đáng kể so với một loại máy phân tử tiêu diệt ung thư khác được phát triển trước đây, được gọi là động cơ loại Feringa, cũng có thể phá vỡ cấu trúc của các tế bào có vấn đề.

"Đây là thế hệ máy phân tử hoàn toàn mới mà chúng tôi gọi là búa khoan phân tử", nhà hóa học James Tour từ Đại học Rice cho biết khi kết quả được công bố vào tháng 12 năm 2023.

"Chúng có chuyển động cơ học nhanh hơn động cơ Feringa trước đây hơn một triệu lần và có thể được kích hoạt bằng ánh sáng cận hồng ngoại thay vì ánh sáng khả kiến."

Việc sử dụng ánh sáng cận hồng ngoại rất quan trọng vì nó cho phép các nhà khoa học đi sâu hơn vào cơ thể. Ung thư ở xương và các cơ quan có khả năng được điều trị mà không cần phẫu thuật để cắt bỏ khối u.

Trong các thử nghiệm trên các tế bào ung thư được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm, phương pháp búa khoan phân tử đạt tỷ lệ thành công 99% trong việc tiêu diệt các tế bào. Phương pháp này cũng được thử nghiệm trên chuột bị u hắc tố ác tính và một nửa số chuột đã khỏi ung thư.

Cấu trúc và tính chất hóa học của các phân tử aminocyanine có nghĩa là chúng đồng bộ với kích thích phù hợp – chẳng hạn như ánh sáng gần hồng ngoại. Khi chuyển động, các electron bên trong các phân tử tạo thành cái được gọi là plasmon, các thực thể rung động tập thể thúc đẩy chuyển động khắp toàn bộ phân tử.

"Điều cần nhấn mạnh là chúng tôi đã khám phá ra một lời giải thích khác về cách thức hoạt động của các phân tử này", nhà hóa học Ciceron Ayala-Orozco từ Đại học Rice cho biết .

"Đây là lần đầu tiên plasmon phân tử được sử dụng theo cách này để kích thích toàn bộ phân tử và thực sự tạo ra tác động cơ học nhằm đạt được mục tiêu cụ thể - trong trường hợp này là xé rách màng tế bào ung thư."

Plasmon có một cánh tay ở một bên, giúp kết nối các phân tử với màng tế bào ung thư trong khi chuyển động của rung động đập vỡ chúng. Nghiên cứu này vẫn còn ở giai đoạn đầu, nhưng những phát hiện ban đầu này rất hứa hẹn.

Đây cũng là loại kỹ thuật cơ sinh học đơn giản mà các tế bào ung thư sẽ thấy khó có thể phát triển một số loại phong tỏa chống lại. Tiếp theo, các nhà nghiên cứu đang xem xét các loại phân tử khác có thể được sử dụng tương tự

Ayala-Orozco cho biết : "Nghiên cứu này đề cập đến một phương pháp khác để điều trị ung thư bằng cách sử dụng lực cơ học ở quy mô phân tử" .

Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Nature Chemistry

Nguồn: www.sciencealert.com