Een internationaal team van wetenschappers komt dichter bij het perfectioneren van motoren ter grootte van een molecuul die door het oppervlak van kankercellen boren, ze in een oogwenk doden.

Onderzoekers van de Rice University, Durham (VK) University en North Carolina State University meldden hun succes bij het activeren van de motoren met nauwkeurige twee-foton-excitatie via nabij-infrarood licht. In tegenstelling tot het ultraviolette licht dat ze eerst gebruikten om de motoren aan te drijven, de nieuwe techniek beschadigt de aangrenzende, gezonde cellen.

De resultaten van het team verschijnen in het tijdschrift American Chemical Society ACS Nano .

Het onderzoek onder leiding van chemici James Tour of Rice, Robert Pal uit Durham en Gufeng Wang uit North Carolina kunnen het beste op de huid worden aangebracht, orale en gastro-intestinale kankercellen die kunnen worden bereikt voor behandeling met een laser.

In een 2017 Natuur papier, hetzelfde team rapporteerde de ontwikkeling van moleculaire motoren versterkt met kleine eiwitten die gericht zijn op specifieke kankercellen. Eenmaal op zijn plaats en geactiveerd met licht, de peddelachtige motoren draaien tot 3 miljoen keer per seconde, waardoor de moleculen door de beschermende membranen van de cellen kunnen boren en ze binnen enkele minuten kunnen doden.

Vanaf dat moment, onderzoekers hebben gewerkt aan een manier om het gebruik van schadelijk ultraviolet licht te elimineren. Bij twee-fotonabsorptie, een fenomeen voorspeld in 1931 en 30 jaar later bevestigd met de komst van lasers, de motoren absorberen fotonen in twee frequenties en gaan naar een hogere energietoestand, het activeren van de peddels.

"Multifoton-activering is niet alleen meer biocompatibel, maar maakt ook diepere weefselpenetratie mogelijk en elimineert eventuele ongewenste bijwerkingen die kunnen optreden met het eerder gebruikte UV-licht, ' zei Pal.

De onderzoekers testten hun bijgewerkte motoren op de huid, borst, baarmoederhals- en prostaatkankercellen in het laboratorium. Toen de motoren hun doelen hadden gevonden, lasers activeerden ze met een precisie van ongeveer 200 nanometer. In de meeste gevallen, de cellen waren binnen drie minuten dood, meldden ze. Ze geloven dat de motoren ook door chromatine en andere componenten van de zieke cellen boren, wat zou kunnen helpen bij het vertragen van de metastase.

Omdat de motoren zich richten op specifieke cellen, Tour zei dat er werk aan de gang is om ze aan te passen om ook antibioticaresistente bacteriën te doden. "We blijven de moleculaire motoren perfectioneren, gericht op degenen die zullen werken met zichtbaar licht en een nog hogere efficiëntie van doden naar de cellulaire doelen zullen bieden, " hij zei.