Echipa de cercetare condusă de Dr. Youngdo Jeong de la Centrul pentru Recunoaștere Biomoleculară Avansată de la Institutul Coreean de Știință și Tehnologie ( KIST ) a conceput molecule capabile să pătrundă direct în celulele canceroase, distrugându-le, potrivit Scitechdaily . Pătrunderea selectivă în celulele canceroase este posibilă și prin utilizarea unei molecule de blocare eliberată în apropierea celulelor canceroase.
Aceste nanomașini pot ucide celulele canceroase incredibil de repede, atașându-se de suprafața celulelor bacteriene și forând în membrana exterioară în câteva minute.
Pe măsură ce moleculele pătrund în celulă, ele se desfășoară și se pliază în mod repetat în interior, creând găuri și ucigând cancerul fără a utiliza medicamente dăunătoare.
Dr. Jeong a spus că aceste mini exerciții ar putea fi noua „alternativă pentru a depăși efectele secundare ale chimioterapiei existente”.
Ea a spus: „ Nanomașina dezvoltată a fost inspirată de proteinele care îndeplinesc funcții biologice, schimbându-și forma în funcție de mediul în care se află.
„Propunem o nouă metodă de penetrare directă a celulelor canceroase pentru a le ucide prin mișcările mecanice ale moleculelor atașate la nanomașini fără medicamente.”
Cancerul este o afecțiune în care unele dintre celulele corpului cresc fără control și se răspândesc în alte regiuni ale corpului. Celulele canceroase se divid continuu, determinându-le să invadeze țesutul din jur și să formeze tumori solide. Majoritatea tratamentelor pentru cancer implică uciderea celulelor canceroase.
Cancerul de sân, cancerul pulmonar, cancerul de prostată și cancerul de colon sunt cele mai frecvente tipuri de cancer. Vârsta medie a unui pacient cu cancer la diagnosticare este de 66 de ani, iar persoanele cu vârste cuprinse între 65 și 74 de ani reprezintă 25% din toate noile diagnostice de cancer.
Proteinele sunt implicate în fiecare proces biologic și folosesc energia din organism pentru a-și schimba structura prin mișcări mecanice. Ele sunt denumite „nanomașini” biologice, deoarece chiar și modificările structurale minore ale proteinelor au un impact substanțial asupra proceselor biologice. Pentru a implementa mișcarea în mediul celular, cercetătorii s-au concentrat pe dezvoltarea de nanomașini care imită proteinele. Cu toate acestea, celulele folosesc o varietate de mecanisme pentru a se apăra împotriva efectului acestor nanomașini. Acest lucru restricționează orice mișcare mecanică relevantă a nanomașinilor care ar putea fi utilizate în scopuri medicale.
Echipa comună de cercetare s-a concentrat pe structura ierarhică a proteinelor, în care axa structurii mari și unitățile mobile sunt separate ierarhic. Prin urmare, numai anumite părți se pot deplasa în jurul axei. Majoritatea nanomașinilor existente au fost proiectate astfel încât componentele mobile și axa structurii mari să fie prezente pe același strat. Astfel, aceste componente suferă o mișcare simultană, ceea ce complică controlul dorit al unei anumite piese.
O nanomașină ierarhică a fost fabricată prin sintetizarea și combinarea nanoparticulelor de aur cu diametrul de 2 nm cu molecule care pot fi pliate și desfăcute în funcție de mediul înconjurător. Această nanomașină era compusă din molecule organice mobile și nanoparticule anorganice pentru a funcționa ca structuri cu axe mari și a definit mișcarea și direcția în așa fel încât, la atingerea membranei celulare, a dus la o mișcare mecanică de pliere/desfășurare care a dus la penetrarea directă a nanomașinii în celulă, distrugând organelele și inducând apoptoza. Această nouă metodă ucide direct celulele canceroase prin mișcări mecanice fără medicație anticanceroasă, spre deosebire de nanopurtătorii de tip capsule care furnizează medicamente terapeutice.
Ulterior, o moleculă de blocare a fost atașată la nanomașină pentru a controla mișcarea mecanică pentru a ucide selectiv celulele canceroase. Molecula de blocare filetată a fost proiectată pentru a fi eliberată numai într-un mediu cu pH scăzut. Prin urmare, în celulele normale cu un pH relativ ridicat (aproximativ 7,4), mișcările nanomașinilor au fost restricționate și nu au putut pătrunde în celulă. Cu toate acestea, în mediul cu pH scăzut din jurul celulelor canceroase (aproximativ 6,8), moleculele de blocare au fost dezlegate, inducând mișcare mecanică și penetrare celulară.
Dr. Jeong a spus: „Nanomașina dezvoltată a fost inspirată de proteinele care îndeplinesc funcții biologice prin schimbarea formei lor în funcție de mediul în care se află. Propunem o metodă nouă de penetrare directă a celulelor canceroase pentru a le ucide prin mișcările mecanice ale moleculelor atașate la nanomașini fără medicamente. Aceasta ar putea fi o nouă alternativă pentru a depăși efectele secundare ale chimioterapiei existente.”