Wissenschaftler erschaffen molekularen Presslufthammer: Zerstört 99% in Krebszellen

Eine Gruppe von Wissenschaftlern gibt bekannt, dass sie einen neuen Weg zur Zerstörung von Tumoren entdeckt haben, indem sie die Vibration von Molekülen mit einer Art „Presslufthammer“ nutzen. Durch die Stimulation der Aminocyaninmoleküle mit Licht im nahen Infrarotbereich vibrierten sie synchron und reichten aus, um die Membranen von Tumorzellen zu sprengen. Aminocyanin-Moleküle werden bereits als synthetische Farbstoffe verwendet. Sie werden üblicherweise in niedrigen Dosen zur Krebserkennung eingesetzt, bleiben im Wasser stabil und neigen dazu, an der Außenseite der Zellen zu haften.

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Der Anti-Tumor-Presslufthammer wurde in Texas entwickelt

Das Forschungsteam der Rice University, der Texas A&M University und der University of Texas sagt, dass der neue Ansatz eine deutliche Verbesserung gegenüber einem anderen Typ zuvor entwickelter molekularer Antitumor-Maschinen, sogenannten Feringa-Motoren, darstellt, die ebenfalls problematische Zellstrukturen zerstören könnten. „Das ist eine völlig neue Generation molekularer Maschinen, die wir molekulare Presslufthämmer nennen“, sagt der Chemiker James Tour von der Rice University.

„Sie sind in ihrer mechanischen Bewegung mehr als eine Million Mal schneller als frühere Feringa-Motoren und können mit Licht im nahen Infrarot statt mit sichtbarem Licht aktiviert werden.“ Der Einsatz von Nahinfrarotlicht ist wichtig, da es Wissenschaftlern ermöglicht, tiefer in den Körper einzudringen. Krebs in Knochen und Organen könnte möglicherweise behandelt werden, ohne dass eine Operation zur Unterbindung des Krebswachstums erforderlich wäre.

Die in Nature Chemistry veröffentlichte Forschung

Forschung, veröffentlicht in Nature Chemistryzeigt, dass die molekulare Presslufthammermethode in Tests an im Labor gezüchteten Tumorzellen eine Erfolgsquote von 99% bei der Zerstörung der Zellen erzielte. Der Ansatz wurde auch an Mäusen mit Melanom getestet und die Hälfte der Tiere erholte sich von der Krebserkrankung. Die Struktur und die chemischen Eigenschaften von Aminocyaninmolekülen sorgen dafür, dass sie mit dem richtigen Reiz, wie etwa Licht im nahen Infrarot, synchron bleiben. Wenn sie in Bewegung sind, bilden Elektronen innerhalb von Molekülen sogenannte Plasmonen, kollektiv schwingende Einheiten, die die Bewegung im gesamten Molekül antreiben.

„Was hervorzuheben ist, ist, dass wir eine andere Erklärung dafür gefunden haben, wie diese Moleküle funktionieren können“, sagt der Chemiker Ciceron Ayala-Orozco von der Rice University. „Dies ist das erste Mal, dass ein molekulares Plasmon auf diese Weise verwendet wurde, um das gesamte Molekül anzuregen und tatsächlich eine mechanische Aktion auszulösen, die dazu dient, ein bestimmtes Ziel zu erreichen, in diesem Fall das Zerreißen der Membran von Tumorzellen.“

Plasmonen haben auf einer Seite einen Arm, der dabei hilft, Moleküle an Tumorzellmembranen zu binden, während Vibrationsbewegungen sie auseinanderreißen. Die Forschung steckt noch in den Kinderschuhen, doch die ersten Ergebnisse sind sehr vielversprechend. Dies ist auch die Art einer einfachen biomechanischen Technik, gegen die Tumorzellen Schwierigkeiten haben würden, eine Art Blockade zu entwickeln. Als nächstes untersuchen die Forscher andere Arten von Molekülen, die auf ähnliche Weise verwendet werden können. „In dieser Studie geht es um eine andere Art der Krebsbehandlung mithilfe mechanischer Kräfte auf molekularer Ebene“, sagt Ayala-Orozco.

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