Kuantum biyolojik elektron tünellemesinin kontrol edilmesi beyin kanseri hastalarına yardımcı olabilir - Fizik Dünyası

Kuantum biyolojik elektron tünellemesinin kontrol edilmesi beyin kanseri hastalarına yardımcı olabilir - Fizik Dünyası

Zaman Damgası: 19 Ekim 2023 5:00

Beyin tümörlerindeki kanser hücrelerini öldürmek için tasarlanmış kuantum terapötikleri
hedefe yönelik tedavi Araştırmacılar agresif beyin tümörlerinde kanser hücrelerini seçici olarak öldüren kuantum terapötikleri geliştiriyorlar. (Nezaket: Shutterstock/SciePro)

İnsan hücrelerindeki kuantum süreçlerini modüle etmeye dayanan yeni bir teknoloji, glioblastoma adı verilen özellikle agresif bir beyin kanseri formunun tedavisinde devrim yaratabilir.

Proje için güçlerini birleştiren biyokimyacılar, fizikçiler, mühendisler ve klinisyenler University of Nottingham biyo-nanoanten yoluyla uygulanan elektriksel uyarının, kanser hücrelerinde hücre ölümünü tetikleyen elektron transferi için kuantum biyolojik tünellemeyi (QBET) başlatabildiğini göstermiştir. Ekip, sağlıklı hücreleri etkilemeden glioblastoma kanser hücrelerini öldürmek için laboratuvar deneylerinde bu tekniği kullandı.

Biyo-nanoantenler sitokrom ile kaplanmış altın nanopartiküllerden oluşur c, apoptozun (hücre içindeki doğal kendi kendini yok etme dizisi) başlatılmasında anahtar rol oynayan bir protein. Sitokrom ne zaman c Kuantum tünelleme yoluyla bir elektron kaybederek oksitlenir, hücrenin genlerine, hücrenin öleceği şekilde değişmesi talimatını veren sinyallerin gönderilmesini sağlar.

Çalışmada bildirilen Doğa Nanoteknolojisiliderliğindeki multidisipliner araştırma ekibi Frankie RawsonEczacılık Fakültesi'nde biyokimya ve elektrokimya alanında geçmişi olan bir doçent olan Dr. Bu, sitokromun (elektron tünellemesi sayesinde) oksidasyonunu tetiklemeye yetecek bir voltaj gradyanına yol açtı. c kaplamada. Bu da doğrudan temas halinde olduğu hasta kaynaklı glioblastoma hücrelerinde kendi kendini yok etme mekanizmasını başlattı.

Glioblastomanın tedavisini bu kadar zorlaştıran özelliklerden biri de glioblastoma hücrelerinin beyne yayılma eğilimidir. Yani bir beyin tümörü çıkarılsa bile beyin, beyin hasarı riski olmadan cerrahi olarak çıkarılamayacak birçok ek kanser hücresi içerir. Glioblastoma hücreleri de hızla kemoterapiye dirençli hale gelir. Dolayısıyla bu yeni kuantum biyolojik tedavi, esasen bu başıboş hücreleri temizleme potansiyeline sahip.

"Hücreleri kontrol etmek için elektroniği biyolojiyle bütünleştiriyoruz. [Hücre ölümünü tetikleyen] geçiş bir kuantum tünelleme olayıdır" diye açıklıyor Rawson ve tedavinin, normal hücrelerde bulunmayan benzersiz biyolojilerinin bir sonucu olarak kanser hücrelerini seçici olarak hedeflediğini ekliyor. Bu spesifik biyolojiye sahip olmayan hücreler, harici elektriksel uyarıya yanıt vermez, böylece tedaviye duyarlı olan kanser hücrelerinin seçilmesi sağlanır.

Nottingham biyo-nanoantenleri, parçacıkların ve büyük moleküllerin geçişini önleyerek beyni hasardan koruyan, beyne giden kan damarlarını kaplayan hücrelerin çok sıkı bir birleşimi olan kan-beyin bariyerini geçemeyecek kadar büyüktür. Dolayısıyla kan dolaşımına enjekte edilemedikleri için bu biyo-nanopartiküllerin ameliyat sırasında tümör bölgesine yakın bir yere püskürtülmesi veya enjekte edilmesi gerekecektir.

Altın biyouyumlu olduğundan tedavi sonrasında parçacıkların uzaklaştırılmasına gerek yoktur. Bununla birlikte Rawson, sitokrom kaplamaya ne olacağını belirlemek için (ki bunun zamanla bozulacağını ve çalışmayı durduracağını) belirlemek ve tedavinin tek dozda verilip verilmeyeceğini veya fraksiyonlar gerekliyse ne kadar dozda verileceğini değerlendirmek için daha fazla çalışmaya ihtiyaç olduğunu vurguluyor. dozlar arasındaki zamanlamaların olması gerekir.

Rawson "on yıl içinde tedaviyi hastalarda denemeyi" umuyor ve küçük insanlar üzerinde yapılan deneyler için finansman sağlamayı hedefliyor. Ekip çoktan başladı in vivo Toksisiteyle ilgili sorunları kontrol etmek için biyo-nanoantenlerin hayvanlardaki kanserli tümörlere enjekte edildiği çalışmalar.

Rawson, "Biyolojinin artık değiştiğini ve araştırmacıların DNA'nın yanı sıra biyoelektriğin hücre fonksiyonu için temel olduğunu fark etmeye başladıklarını düşünüyorum" diye bitiriyor ve herhangi bir kanser hücresini seçici olarak hedefleme yeteneği nedeniyle bu tekniğin yolu açabileceğinden umutlu. bir dizi kuantum bazlı tıbbi prosedür için. "Bu çalışmanın kuantum biyolojisi ve kuantum terapötikleri açısından pek çok anlamı var. Bu tıpta potansiyel olarak tamamen yeni bir paradigmadır.”

Zaman Damgası:

Den fazla Fizik dünyası