علوم القطيف مقالات علمية في شتى المجالات العلمية
Scientists Destroy 99% of Cancer Cells in The Lab Using Vibrating Molecules
(DAVID NIELD – بقلم: ديفيد نيلد)
ملخص المقالة:
اكتشف العلماء طريقة جديدة لتدمير الخلايا السرطانية في المختبر عن طريق تحفيز جزيئات الأمينوسيانين – باستخدام ضوء قريب من الأشعة تحت الحمراء – إلى اهتزاز هذه الخلايا بشكل متزامن، وهو ما يكفي لتفكيك أغشية الخلايا السرطانية. ويمثل النهج الجديد تحسنًا ملحوظًا مقارنة بنوع آخر من الآلات الجزيئية القاتلة للسرطان التي تم تطويرها سابقًا، حيث يعتمد على جيل جديد تمامًا من الآلات الجزيئية تسمى المطارق الجزيئية، وقد حققت معدل نجاح بلغ 99% في تدمير الخلايا.
( المقالة )
اكتشف العلماء طريقة جديدة لتدمير الخلايا السرطانية. وأدى تحفيز جزيئات الأمينوسيانين [تستخدم عادة كأصباغ في التصوير الطبي] باستخدام ضوء قريب من الأشعة تحت الحمراء إلى اهتزازها بشكل متزامن، وهو ما يكفي لتفكيك أغشية الخلايا السرطانية.
وتُستخدم جزيئات الأمينوسيانين بالفعل في التصوير الحيوي كأصباغ صناعية. كما تُستخدم عادةً بجرعات منخفضة للكشف عن السرطان، وتظل مستقرة في الماء، وهي جيدة جدًا في ربط نفسها بالجزء الخارجي من الخلايا.
ويقول فريق البحث من جامعة رايس، وجامعة تكساس إيه آند إم، وجامعة تكساس، إن النهج الجديد يمثل تحسنًا ملحوظًا مقارنة بنوع آخر من الآلات الجزيئية القاتلة للسرطان التي تم تطويرها سابقًا، والتي تسمى محركات من نوع فيرينغا[1]، والتي يمكنها أيضًا كسر هياكل الخلايا المضرة.
ويقول الكيميائي [البروفيسور] جيمس تور من جامعة رايس: “إنه جيل جديد تمامًا من الآلات الجزيئية التي نسميها المطارق الجزيئية (molecular jackhammers)”.
ويضيف: “إنها أسرع بمليون مرة في حركتها الميكانيكية من المحركات السابقة من نوع فيرينغا، ويمكن تنشيطها باستخدام ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة بدلاً من الضوء المرئي”.
ويعد استخدام الأشعة تحت الحمراء القريبة أمرًا مهمًا لأنه يمكّن العلماء من التعمق في الجسم. ويمكن علاج السرطان في العظام والأعضاء الداخلية [ذات الوظيفة الحيوية مثل الكبد والقلب] دون الحاجة إلى إجراء عملية جراحية للوصول إلى نمو السرطان.
وفي الاختبارات التي أجريت على الخلايا السرطانية المزروعة في المختبر، حققت طريقة المطرقة الجزيئية معدل نجاح بلغ 99% في تدمير الخلايا. وتم اختبار هذا النهج أيضًا على الفئران المصابة بأورام الجلد [الميلانوما]، وأصبح نصف الحيوانات خاليًا من السرطان.
إن البنية والخصائص الكيميائية لجزيئات الأمينوسيانين تعني أنها تظل متزامنة مع المحفز الصحيح، مثل ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة. وعندما تكون في حالة حركة، تشكل الإلكترونات الموجودة داخل الجزيئات ما يعرف بالبلازمونات [جسيم كمي أو شبه جسيم مرتبط بتذبذب جماعي محلي لكثافة الشحنة]، وهي كيانات تهتز بشكل جماعي ما يدفع الحركة عبر الجزيء بأكمله.
ويقول الكيميائي الدكتور سيسيرون أيالا-أوروزكو من جامعة رايس: “ما يجب تسليط الضوء عليه هو أننا اكتشفنا تفسيرًا آخر لكيفية عمل هذه الجزيئات”.
ويتابع: “هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها استخدام البلازمون الجزيئي بهذه الطريقة لإثارة الجزيء بأكمله وإنتاج عمل ميكانيكي يستخدم لتحقيق هدف معين – في هذه الحالة، تمزيق غشاء الخلايا السرطانية”.
وللبلازمونات ذراع على أحد الجانبين، مما يساعد على ربط الجزيئات بأغشية الخلايا السرطانية بينما تقوم حركات الاهتزازات بفصلها عن بعضها البعض. ولا يزال الوقت مبكرًا للبحث، لكن هذه النتائج الأولية واعدة جدًا.
وهذا أيضًا نوع من التقنيات الميكانيكية الحيوية المباشرة التي قد تجد الخلايا السرطانية صعوبة في تطوير نوع من الحصار ضدها. وبعد ذلك، يتفحص الباحثون في أنواع أخرى من الجزيئات التي يمكن استخدامها بشكل مماثل.
ويقول الدكتور أيالا-أوروزكو: “تدور هذه الدراسة حول طريقة مختلفة لعلاج السرطان باستخدام القوى الميكانيكية على المستوى الجزيئي”.
*تمت الترجمة بتصرف
المصدر:
ملاحظة: تم نشر البحث [حول الطريقة الجديدة لتدمير الخلايا السرطانية] في مجلة “كيمياء الطبيعة” (Nature Chemistry).
الهوامش:
[1] الآلات الجزيئية الاصطناعية – الجزيئات المصممة لأداء حركة اتجاهية يمكن التحكم فيها مدفوعة بمحفزات خارجية – هي أساس الأنظمة المستجيبة والميكانيكية، مما يضعها في طليعة العلوم الكيميائية وعلوم المواد. تعمل محركات ما يسمى بالجيل الثاني من نوع فيرينغا (Feringa) من خلال خطوات الأيزومرية الضوئية المتناوبة والانعكاس الحلزوني الحراري للألكين المكتظ. المصدر: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add0410