A kvantumbiológiai elektronalagút szabályozása segíthet az agyrákos betegeknek – Physics World

A kvantumbiológiai elektronalagút szabályozása segíthet az agyrákos betegeknek – Physics World

Időbélyeg: 19. október 2023. 5:00

Kvantumterápiák, amelyeket arra terveztek, hogy megöljék a rákos sejteket agydaganatokban
Célzott kezelés A kutatók kvantumterápiás szereket fejlesztenek, amelyek szelektíven elpusztítják a rákos sejteket az agresszív agydaganatokban. (Jóvolt: Shutterstock/SciePro)

Az emberi sejten belüli kvantumfolyamatok modulálásán alapuló új technológia forradalmasíthatja az agyrák egy különösen agresszív formájának, a glioblasztómának a kezelését.

Összefogva a projektért a biokémikusok, fizikusok, mérnökök és klinikusok University of Nottingham kimutatták, hogy a bio-nanoantennákon keresztül beadott elektromos stimuláció elindíthatja az elektrontranszfer kvantumbiológiai alagútját (QBET) a rákos sejtekben, ami sejthalált vált ki. A csapat laboratóriumi kísérletei során ezt a technikát alkalmazta a glioblasztóma rákos sejtek elpusztítására, miközben az egészséges sejteket nem érinti.

A bio-nanoantennák citokrómmal bevont arany nanorészecskékből állnak c, egy fehérje, amely kulcsszerepet játszik az apoptózis – a sejten belüli természetes önpusztító szekvencia – beindításában. Amikor a citokróm c oxidálódik azáltal, hogy a kvantum-alagút során egy elektront veszít, olyan jeleket küld ki, amelyek arra utasítják a sejt génjeit, hogy megváltozzanak oly módon, hogy a sejt meghaljon.

A tanulmányban beszámoltak Természet Nanotechnológiaáltal vezetett multidiszciplináris kutatócsoport Frankie Rawson, a Gyógyszerészeti Iskola docense, aki biokémiával és elektrokémiával rendelkezik, távoli külső elektromos mezőt használt az általuk kifejlesztett bionanoantennák polarizálására. Ez olyan feszültséggradienshez vezetett, amely elegendő a citokróm oxidációjának kiváltásához – az elektronalagútnak köszönhetően c a bevonatban. Ez viszont beindította az önmegsemmisítő mechanizmust a páciensből származó glioblasztóma sejtekben, amelyekkel közvetlenül érintkezett.

A glioblasztóma kezelésének egyik jellemzője az, hogy a glioblasztómasejtek hajlamosak az agyban terjedni. Tehát még az agydaganat eltávolítása után is sok további rákos sejt található, amelyeket nem lehet sebészi úton kinyerni agykárosodás kockázata nélkül. A glioblasztóma sejtek gyorsan rezisztenssé válnak a kemoterápiával szemben is. Tehát ez az új kvantumbiológiai kezelés képes lényegében felmosni ezeket a kóbor sejteket.

„Az elektronikát integráljuk a biológiával a sejtek szabályozására. A váltás [ami kiváltja a sejthalált] egy kvantum-alagút esemény” – magyarázza Rawson, hozzátéve, hogy a kezelés szelektíven célozza meg a rákos sejteket egyedi biológiájuk következtében, amely nem található meg a normál sejtekben. Az ilyen specifikus biológiával nem rendelkező sejtek nem reagálnak a külső elektromos ingerekre, így lehetővé válik a rákos sejtek – amelyek fogékonyak a kezelésre – kiemelése.

A Nottingham bio-nanoantennák túl nagyok ahhoz, hogy áthaladjanak a vér-agy gáton, amely az agyba vezető ereket bélelő sejtek nagyon szoros csomópontja, amely megvédi azt a károsodástól azáltal, hogy megakadályozza a részecskék és nagy molekulák átjutását. Mivel tehát nem fecskendezhetők be a véráramba, ezeket a bio-nanorészecskéket a műtét során a daganat helyéhez közel kell permetezni vagy befecskendezni.

Mivel az arany biokompatibilis, nincs szükség a részecskék eltávolítására a kezelés után. Rawson azonban hangsúlyozza, hogy további vizsgálatokra van szükség annak meghatározásához, hogy mi történik a citokróm bevonattal – amely várhatóan idővel lebomlik és leáll –, valamint annak értékeléséhez, hogy a kezelés beadható-e egy adagban, vagy ha frakciókra van szükség, mi történik. az adagok közötti időzítésnek olyannak kell lennie.

Rawson azt reméli, hogy „egy évtizeden belül kipróbálhatja a kezelést a betegeken”, és finanszírozást kíván biztosítani a kisebb, humán kísérletekhez. A csapat már elkezdte in vivo tanulmányok során a bio-nanoantennákat befecskendezték állatok rákos daganataiba, hogy ellenőrizzék a toxicitási problémákat.

„Azt hiszem, a biológia mostanra változik, és a kutatók kezdik felismerni, hogy a DNS mellett a bioelektromosság alapvető fontosságú a sejtműködéshez” – összegzi Rawson, aki abban reménykedik, hogy mivel képes szelektíven megcélozni bármilyen típusú rákos sejtet, ez a technika kikövezheti az utat. kvantumalapú orvosi eljárások egész sorához. „Ennek a munkának nagyon sok következménye van a kvantumbiológia és a kvantumterápia szempontjából. Ez potenciálisan egy teljesen új paradigma az orvostudományban.”

Időbélyeg:

Még több Fizika Világa