جزيئات اهتزازية تقضي على 99% من خلايا السرطان في التجارب المختبرية

اكتشف العلماء طريقة جديدة لتدمير خلايا السرطان، وذلك من خلال تحفيز جزيئات الأمينوسيانين بواسطة ضوء ذي أطوال موجات قريبة من الأشعة تحت الحمراء مُسبّبًا اهتزازها بتناغم، بما يكفي لتفتيت أغشية خلايا السرطان.

جزيئات الأمينوسيانين مُستخدَمة بالفعل في التصوير الحيوي كأصباغ اصطناعية. يستخدم عادةً بجرعات منخفضة لاكتشاف السرطان، إذ تظلّ الجزيئات ثابتة في الماء وتتمتع بقدرة جيدة على الارتباط بالخلايا الخارجية.

يقول فريق البحث من جامعة رايس وجامعة تكساس: إنّ النهج الجديد يُعَدّ تحسُّنًا ملحوظًا على نوع آخر مُطوَّر مسبقًا من الآليات الجزيئية لقتل السرطان، والذي يُسمّى محرّكات من نوع Feringa، والتي يمكنها أيضًا تفكيك هياكل الخلايا الخبيثة.

يقول الكيميائي جيمس تور من جامعة رايس: «إنها جيل جديد كُلّي من الآليات الجزيئية نسميها مطارق جزيئية».

«إنها أسرع بأكثر من مليون مرة في حركتها الميكانيكية مقارنةً بمحركات النوع Feringa السابقة، ويمكن تنشيطها بواسطة ضوء الأشعة القريبة من تحت الحمراء بدلًا من الضوء المرئي».

استخدام ضوء الأشعة القريبة من تحت الحمراء أمر مهم، لأنه يتيح للعلماء التوغل بعمق في الجسم. يمكن علاج السرطان في العظام والأعضاء بشكل محتمل دون الحاجة إلى جراحة للوصول إلى الخلايا السرطانية النامية.

وفي الاختبارات التي أجريت على الخلايا السرطانية المزروعة في المختبر، حققت طريقة المطرقة الجزيئية معدل نجاح بلغ 99% في تدمير الخلايا، واختُبِر النهج أيضًا على فئران تحمل أورام الميلانوما (سرطان الجلد)، وأصبحت نصف الحيوانات خالية من السرطان.

تعني التركيبة والخصائص الكيميائية لجزيئات الأمينوسيانين أنها تظل متزامنة مع التحفيز الصحيح (مثل ضوء الأشعة القريبة من تحت الحمراء)، وعندما تكون الإلكترونات داخل الجزيئات متحركة، فإنها تكوّن ما يعرف بالبلازمونات، وهي كيانات تهتز مجتمعة فتحفّز الحركة عبر جميع أنحاء الجزيء.

كما يقول الكيميائي سيسيرون أيالا-أوروزكو من جامعة رايس: «ما يجب تسليط الضوء عليه هو أننا اكتشفنا تفسيرًا آخر لكيفية عمل هذه الجزيئات».

«هذه هي المرة الأولى التي يُستخدم فيها البلازمون الجزيئي بهذه الطريقة لإثارة الجزيء بأكمله، وإنتاج عمل ميكانيكي يستخدم لتحقيق هدف مُعيّن، وهو تمزيق غشاء الخلايا السرطانية».

تحتوي البلازمونات على ذراع من جهة واحدة، مما يساعد في ربط الجزيئات بأغشية الخلايا السرطانية، بينما تقوم حركات الاهتزاز بفصلها. لا تزال هذه الأبحاث في مراحلها الأولى، ولكن هذه النتائج الأولية واعدة للغاية.

هذا أيضًا نوع من تقنيات الميكانيكية الحيوية المباشرة التي قد تصعب على الخلايا السرطانية تطوير نوع من المقاومة ضدها. في المرحلة التالية، يدرس الباحثون أنواعًا أخرى من الجزيئات التي يمكن استخدامها بشكل مماثل.