Az RMIT University által vezetett kutatás szerint ezek a „nanodotok” egy fémalapú vegyületből készülnek, és új irányt nyithatnak a jövő rákezelései felé. A technológia még nagyon korai fázisban van: eddig kizárólag sejttenyészeteken tesztelték, állatokon vagy embereken még nem.

Ennek ellenére az eredmények azt mutatják, hogy a módszer kihasználja a ráksejtek természetes gyengeségeit, és célzottan képes növelni a bennük lévő stresszt. A nanodotok molibdén-oxidból készülnek, amely a molibdén nevű ritka fém származéka. Ezt az anyagot általában elektronikai eszközökben és ipari ötvözetekben használják, ám most egészen új szerepet kaphat az orvostudományban.

A kutatás vezetői, Prof. Jian Zhen Ou és Dr. Baoyue Zhang szerint a részecskék kémiai szerkezetének apró módosításai azt eredményezték, hogy a nanodotok reaktív oxigénmolekulákat bocsátanak ki. Ezek az instabil oxigénformák képesek károsítani a sejtek létfontosságú alkotóelemeit, végső soron pedig sejthalált idéznek elő.

Háromszor hatékonyabb a ráksejtekkel szemben

A laboratóriumi tesztek során a nanodotok háromszor gyorsabban pusztították el a méhnyakrák sejtjeit, mint az egészséges sejteket, mindössze 24 óra alatt. Különösen figyelemre méltó, hogy a részecskék fényaktiválás nélkül működtek, ami ritkaság a hasonló technológiák között.

„A ráksejtek eleve nagyobb stressz alatt élnek, mint az egészségesek. A mi részecskéink ezt a stresszt tolják tovább – éppen annyira, hogy beindítsák az önpusztítást a rákos sejtekben, miközben az egészséges sejtek gond nélkül megbirkóznak vele.”

A kutatás nemzetközi együttműködésben valósult meg: részt vettek benne a The Florey Institute of Neuroscience and Mental Health kutatói, valamint több kínai egyetem – köztük a Southeast University, a Hong Kong Baptist University és a Xidian University – szakemberei. A projektet az ARC Centre of Excellence in Optical Microcombs (COMBS) támogatta.

„Az eredmény olyan részecskék létrehozása volt, amelyek laboratóriumi körülmények között szelektíven idéznek elő oxidatív stresszt a ráksejtekben.”

Hogyan idézik elő a sejthalált a nanodotok?

A hatás eléréséhez a kutatók apró mennyiségű hidrogént és ammóniumot adtak a fém-oxidhoz, ezzel finoman módosítva az elektronok viselkedését a részecskékben. Ez a precíz hangolás lehetővé tette, hogy a nanodotok nagy mennyiségű reaktív oxigént termeljenek, amely apoptózist – vagyis a szervezet természetes, szabályozott sejthalálát – váltja ki a ráksejtekben – idézi a Science Daily.

Egy külön kísérletben a nanodotok 20 perc alatt 90%-ban lebontottak egy kék festéket, ami jól mutatja, milyen erős kémiai reakciókat képesek kiváltani teljes sötétségben is.

Kíméletesebb rákkezelések felé

A jelenlegi rákterápiák gyakran az egészséges szöveteket is károsítják. Az olyan technológiák, amelyek kizárólag a ráksejtekben növelik a stresszt, sokkal célzottabb és kevésbé megterhelő kezelésekhez vezethetnek. A nanodotok további előnye, hogy nem drága vagy mérgező nemesfémekből (például aranyból vagy ezüstből) készülnek, hanem egy széles körben használt, olcsóbb és biztonságosabb fém-oxidból.

Az RMIT COMBS kutatócsoportja már dolgozik a technológia továbbfejlesztésén. A következő lépések között szerepel:

• olyan célzott szállítási rendszerek fejlesztése, amelyek biztosítják, hogy a részecskék csak a tumoron belül aktiválódjanak
• a reaktív oxigén felszabadulásának szabályozása, hogy elkerüljék az egészséges szövetek károsodását
• biotechnológiai és gyógyszeripari partnerek bevonása, hogy megkezdődhessenek az állatkísérletek és a gyártás ipari méretű előkészítése.

A kutatás még hosszú út előtt áll, de a nanodotok ígéretes lehetőséget jelentenek egy olyan jövő felé, ahol a rákkezelések célzottabbak, hatékonyabbak és jóval kíméletesebbek lehetnek.