Ο έλεγχος της κβαντικής βιολογικής διοχέτευσης ηλεκτρονίων θα μπορούσε να βοηθήσει ασθενείς με καρκίνο του εγκεφάλου - Physics World

Μια νέα τεχνολογία που βασίζεται στη ρύθμιση των κβαντικών διεργασιών μέσα στα ανθρώπινα κύτταρα θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στη θεραπεία μιας ιδιαίτερα επιθετικής μορφής καρκίνου του εγκεφάλου που ονομάζεται γλοιοβλάστωμα.

Ενώνοντας τις δυνάμεις για το έργο, βιοχημικοί, φυσικοί, μηχανικοί και κλινικοί γιατροί στο University of Nottingham έχουν δείξει ότι η ηλεκτρική διέγερση που χορηγείται μέσω βιο-νανοκεραιών μπορεί να ξεκινήσει την κβαντική βιολογική σήραγγα για μεταφορά ηλεκτρονίων (QBET) μέσα στα καρκινικά κύτταρα που πυροδοτεί τον κυτταρικό θάνατο. Η ομάδα χρησιμοποίησε την τεχνική στα εργαστηριακά της πειράματα για να σκοτώσει τα καρκινικά κύτταρα του γλοιοβλαστώματος, αφήνοντας ανεπηρέαστα τα υγιή κύτταρα.

Οι βιο-νανοκεραίες αποτελούνται από νανοσωματίδια χρυσού επικαλυμμένα με κυτόχρωμα c, μια πρωτεΐνη που παίζει βασικό ρόλο στην έναρξη της απόπτωσης – της φυσικής αλληλουχίας αυτοκαταστροφής μέσα σε ένα κύτταρο. Όταν κυτοχρώματος c οξειδώνεται χάνοντας ένα ηλεκτρόνιο μέσω κβαντικής διάνοιξης σήραγγας, προτρέπει να σταλούν σήματα που δίνουν εντολή στα γονίδια του κυττάρου να αλλάξουν με τέτοιο τρόπο ώστε το κύτταρο να πεθάνει.

Στη μελέτη, που αναφέρεται στο Φύση Νανοτεχνολογία, η διεπιστημονική ομάδα ερευνητών με επικεφαλής Φράνκι Ρόσον, αναπληρωτής καθηγητής στη Φαρμακευτική Σχολή που έχει υπόβαθρο στη βιοχημεία και την ηλεκτροχημεία, χρησιμοποίησε ένα απομακρυσμένο εξωτερικό ηλεκτρικό πεδίο για να πολώσει τις βιο-νανοκεραίες που είχαν αναπτύξει. Αυτό οδήγησε σε μια κλίση τάσης επαρκής για να προκαλέσει οξείδωση - χάρη στη διοχέτευση ηλεκτρονίων - του κυτοχρώματος c στην επίστρωση. Αυτό, με τη σειρά του, ξεκίνησε τον μηχανισμό αυτοκαταστροφής στα κύτταρα του γλοιοβλαστώματος που προέρχονται από τον ασθενή με τα οποία ήταν σε άμεση επαφή.

Ένα από τα χαρακτηριστικά που καθιστούν το γλοιοβλάστωμα τόσο δύσκολο να αντιμετωπιστεί είναι η τάση των κυττάρων του γλοιοβλαστώματος να εξαπλώνονται στον εγκέφαλο. Έτσι, ακόμη και όταν αφαιρεθεί ένας όγκος στον εγκέφαλο, ο εγκέφαλος περιέχει πολλά επιπλέον καρκινικά κύτταρα που δεν μπορούν να εξαχθούν χειρουργικά χωρίς να διακινδυνεύσουν την εγκεφαλική βλάβη. Τα κύτταρα του γλοιοβλαστώματος γίνονται επίσης γρήγορα ανθεκτικά στη χημειοθεραπεία. Έτσι, αυτή η νέα κβαντική βιολογική επεξεργασία έχει τη δυνατότητα να καθαρίσει ουσιαστικά αυτά τα αδέσποτα κύτταρα.

«Ενσωματώνουμε τα ηλεκτρονικά με τη βιολογία για τον έλεγχο των κυττάρων. Ο διακόπτης [που πυροδοτεί τον κυτταρικό θάνατο] είναι ένα γεγονός κβαντικής διάνοιξης σήραγγας», εξηγεί ο Rawson, προσθέτοντας ότι η θεραπεία στοχεύει επιλεκτικά τα καρκινικά κύτταρα ως αποτέλεσμα της μοναδικής βιολογίας τους που δεν βρίσκεται σε φυσιολογικά κύτταρα. Κύτταρα χωρίς αυτή τη συγκεκριμένη βιολογία δεν ανταποκρίνονται στο εξωτερικό ηλεκτρικό ερέθισμα, επιτρέποντας έτσι να ξεχωρίσουν τα καρκινικά κύτταρα – τα οποία είναι δεκτικά στη θεραπεία.

Οι βιο-νανοκεραίες του Νότιγχαμ είναι πολύ μεγάλες για να περάσουν μέσα από τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό, μια πολύ σφιχτή ένωση κυττάρων που επενδύουν τα αιμοφόρα αγγεία που οδηγούν στον εγκέφαλο που τον προστατεύουν από βλάβες εμποδίζοντας τη διέλευση σωματιδίων και μεγάλων μορίων. Επειδή λοιπόν δεν μπορούν να εγχυθούν στην κυκλοφορία του αίματος, αυτά τα βιο-νανοσωματίδια θα πρέπει να ψεκαστούν ή να εγχυθούν κοντά στο σημείο του όγκου κατά τη διάρκεια της επέμβασης.

Καθώς ο χρυσός είναι βιοσυμβατός, δεν χρειάζεται να αφαιρεθούν τα σωματίδια μετά τη θεραπεία. Ο Rawson τονίζει, ωστόσο, ότι απαιτούνται περαιτέρω μελέτες για να καθοριστεί τι συμβαίνει με την επικάλυψη κυτοχρώματος – η οποία αναμένουν ότι θα υποβαθμιστεί και θα σταματήσει να λειτουργεί με την πάροδο του χρόνου – και για να αξιολογηθεί εάν η θεραπεία μπορεί να χορηγηθεί σε μία δόση ή, εάν απαιτούνται κλάσματα, τι οι χρονισμοί μεταξύ των δόσεων πρέπει να είναι.

Τα κβαντικά αποτελέσματα βοηθούν στο να γίνει το DNA ασταθές

Ο Rawson ελπίζει «να δοκιμάσει τη θεραπεία σε ασθενείς μέσα σε μια δεκαετία» και επιδιώκει να εξασφαλίσει χρηματοδότηση για μικρές δοκιμές σε ανθρώπους. Η ομάδα έχει ήδη ξεκινήσει ίη νίνο μελέτες, εγχύοντας τις βιο-νανοκεραίες σε καρκινικούς όγκους σε ζώα για να ελέγξουν για προβλήματα τοξικότητας.

«Νομίζω ότι η βιολογία αλλάζει τώρα και οι ερευνητές αρχίζουν να συνειδητοποιούν ότι ο βιοηλεκτρισμός μαζί με το DNA είναι θεμελιώδης για τη λειτουργία των κυττάρων», καταλήγει ο Rawson, ο οποίος ελπίζει ότι λόγω της ικανότητάς του να στοχεύει επιλεκτικά οποιοδήποτε τύπο καρκινικού κυττάρου, αυτή η τεχνική θα μπορούσε να ανοίξει το δρόμο για μια ολόκληρη σειρά κβαντικών ιατρικών διαδικασιών. «Αυτή η εργασία έχει τόσες πολλές επιπτώσεις όσον αφορά την κβαντική βιολογία και την κβαντική θεραπεία. Είναι δυνητικά ένα εντελώς νέο παράδειγμα στην ιατρική».

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://physicsworld.com/a/controlling-quantum-biological-electron-tunnelling-could-help-brain-cancer-patients/