Прорыв в лечении рака: врачи открыли способ уничтожить опухоли без химиотерапии
Опубликовано: | Обновлено:
Новый метод лечения рака с использованием света может устранить необходимость в жесткой химиотерапии или радиотерапии.
Техасские исследователи разработали способ использования инфракрасного света в качестве отбойного молотка, способного разрывать раковые клетки изнутри. Испытания показали, что это позволило устранить меланому — самую смертоносную форму рака кожи.
Синтетический синий краситель, часто используемый при визуализации в больницах, естественным образом связывается с раковыми клетками.
Исследователи обнаружили, что при облучении раковых клеток инфракрасным светом происходила сильная тряска, которая разрывала мембрану раковой клетки, заставляя ее погибать без какого-либо воздействия тепла или сильнодействующих лекарств.
Новейший прорывной метод , известный как вибронное воздействие, продемонстрировал 99-процентную эффективность против лабораторных культур клеток рака кожи человека, а половина мышей с меланомными опухолями излечились от рака уже после одной процедуры.
«Это совершенно новое поколение молекулярных машин, которые мы называем молекулярными отбойными молотками», — сказал нанотехнолог из Университета Райса доктор Джеймс Тур.
Ближний инфракрасный свет может проникать на глубину до 10 см в тело, достигая органов и костей без хирургического вмешательства. Частицы света также могут быть функционализированы для связывания только с раковыми клетками, что смягчает ущерб, наносимый здоровым клеткам.
Само лечение является высоконаправленным, поскольку атомы красителя связываются с рецепторами на раковых клетках, оставляя здоровые клетки в значительной степени нетронутыми. В последующих испытаниях уже было показано, что оно убивает клетки колоректального рака, рака простаты и рака груди.
Следующим шагом станет определение того, сможет ли этот же молекулярный отбойный молоток уничтожить раковые клетки у людей.
«Это исследование посвящено иному способу лечения рака с использованием механических сил на молекулярном уровне», — сказал Сисерон Айяла-Ороско, научный сотрудник Райсского университета, являющийся ведущим автором исследования.
Если масштабировать это лечение на людей, его воздействие может быть всеобъемлющим. По оценкам, 1,5 миллиона американцев живут с меланомой, 1,4 миллиона страдают колоректальным раком, а 300 000 мужчин страдают раком простаты.
В 2025 году примерно у 316 950 женщин будет диагностирован тяжелый инвазивный рак молочной железы.
Скромный краситель, который можно найти в больницах по всей стране, является ключевой особенностью вибронного действия.
После связывания с рецепторами на клетках меланомы, его атакуют инфракрасным светом, что вызывает землетрясение в клетке. Атомы красителя начинают вибрировать в унисон.
Электроны красителя синхронизируются в «плазмон» — волну коллективного движения. Эта энергия соединяется с естественными колебаниями молекулы, заставляя всю структуру содрогаться 41 триллион раз в секунду.
Сильная колебательная энергия передается непосредственно в жировую мембрану клетки, при этом наноразмерные отверстия разрываются, позволяя жидкости и чужеродным молекулам проникать внутрь.
Сисерон Айяла-Ороско, научный сотрудник Райса, являющийся ведущим автором исследования, сказал: «Это исследование посвящено другому способу лечения рака с использованием механических сил на молекулярном уровне».
Эта быстро движущаяся механическая сила такова, что «все вокруг нее будет разобрано», сказал Айяла-Ороско.
Раковая клетка разрушается по мере увеличения отверстий в ее мембране и погибает без дальнейшего применения каких-либо лекарств или лучевой терапии.
Результаты работы техасской группы были опубликованы в журнале Nature Chemistry .
Айяла-Ороско сказал: «Эти молекулы — простые красители, которые люди используют уже давно.
«Они биосовместимы, стабильны в воде и очень хорошо прикрепляются к жировой внешней оболочке клеток. Но даже несмотря на то, что их использовали для визуализации, люди не знали, как активировать их как плазмоны».
После многолетних попыток заставить активируемые синим светом двигатели работать против опухолей у мышей, Айяла-Ороско обратился к изучению совершенно других подходов.
«Я начал думать, что, возможно, мне нужен не обязательно двигатель, а молекула, поглощающая ближний инфракрасный свет, в надежде, что эту молекулу можно будет активировать и она сможет двигаться по-другому — не обязательно путем вращения», — рассказал он Healio .
«Вот тогда я и начал думать о некоторых молекулах, называемых цианинами, и начал связывать точки со свойством из фотофизики, называемым плазмонами, которое я изучал во время своей докторской диссертации для лечения рака. Они активируются ближним инфракрасным светом. В какой-то момент я решил, что должен попробовать это».
Следующим шагом станет определение того, сможет ли этот же молекулярный отбойный молоток уничтожить раковые клетки у людей.
На графике выше показаны предполагаемые диагнозы рака в 2025 году по типу рака. Ожидается, что рак груди, простаты и легких будет наиболее распространенным видом рака в этом году.
Когда исследователи направили свои микроскопы на другие типы рака, они сделали захватывающее открытие: молекулярные отбойные молотки оказались столь же разрушительными против клеток рака простаты, молочной железы и колоректального рака в чашках Петри.
«Независимо от того, какая линия, мы способны исключить 100 процентов на клеточной культуре», — сказал Айяла-Ороско.
По словам Айяла-Ороско, университету необходимо будет сотрудничать с частной компанией, чтобы расширить масштабы, преодолеть нормативные препятствия и приступить к испытаниям на людях, «надеюсь, в течение 5–7 лет».
Daily Mail
