Cientistas destroem 99% das células cancerígenas em laboratório usando moléculas vibratórias

Resumo:

• 💡 Cientistas desenvolveram um método para destruir células cancerosas usando moléculas vibratórias estimuladas por luz infravermelha próxima.
• 🧪 As moléculas de aminocianina, usadas no processo, são eficazes na detecção de câncer em doses reduzidas e têm afinidade pela superfície externa das células.
• 🔬 A abordagem das “britadeiras moleculares” é mais rápida e pode ser ativada por luz infravermelha próxima, permitindo o tratamento de câncer em regiões profundas do corpo.
• 🐭 Nos experimentos, essa técnica alcançou uma taxa de sucesso de 99% na destruição de células cancerosas e mostrou promessa em camundongos com tumores de melanoma.
• 🧪 Os plasmons moleculares formados nas moléculas de aminocianina auxiliam na ligação às membranas das células cancerosas e contribuem para a separação das células.
• 💪 Essa abordagem biomecânica dificulta a capacidade das células cancerosas de desenvolver resistência.
• 📄 A pesquisa foi publicada na Nature Chemistry, representando um avanço promissor no tratamento do câncer.

Os cientistas desenvolveram um novo método para eliminar células cancerosas. Ao estimular moléculas de aminocianina com luz infravermelha próxima, elas vibram em uníssono, com força suficiente para romper as membranas das células do câncer.

As moléculas de aminocianina são frequentemente empregadas em bioimagem, atuando como corantes sintéticos. Utilizadas em doses reduzidas, são eficazes na detecção de câncer, mantendo-se estáveis em soluções aquosas e demonstrando grande afinidade pela superfície externa das células.

Como funciona o mecanismo de vibração. ( Ciceron Ayala-Orozco et al., Nature Chemistry , 2023 )

A equipe de pesquisa da Rice University, Texas A&M University e University of Texas indica que sua abordagem representa um avanço significativo em comparação com outras máquinas moleculares desenvolvidas anteriormente para combater o câncer, como os motores do tipo Feringa, capazes também de destruir estruturas celulares problemáticas.

“Estamos diante de uma nova geração de máquinas moleculares que denominamos ‘britadeiras moleculares'”, afirma o químico James Tour, da Rice University.

Essas máquinas são mais de um milhão de vezes mais rápidas em seu movimento mecânico que os antigos motores do tipo Feringa e podem ser ativadas por luz infravermelha próxima, em vez de luz visível.

A escolha da luz infravermelha próxima é crucial, pois permite aos cientistas alcançar regiões mais profundas do corpo. Desta forma, o câncer em ossos e órgãos internos poderia ser tratado potencialmente sem a necessidade de cirurgias invasivas para acessar o crescimento canceroso.

Nos experimentos realizados em células cancerígenas cultivadas em laboratório, o método das britadeiras moleculares alcançou um impressionante índice de sucesso de 99% na destruição dessas células. Essa técnica também foi aplicada em camundongos com tumores de melanoma, resultando na eliminação do câncer em metade dos animais tratados.

A estrutura e as características químicas das moléculas de aminocianina são tais que elas conseguem manter uma vibração sincronizada quando estimuladas corretamente, como pela luz infravermelha próxima. Durante esse processo, os elétrons nas moléculas formam o que se conhece como plasmons, que são entidades vibratórias coletivas. Estes plasmons são essenciais para impulsionar o movimento através de toda a molécula.

“O que precisa ser destacado é que descobrimos outra explicação de como essas moléculas podem funcionar”, diz o químico Ciceron Ayala-Orozco, da Universidade Rice.

“Esta é a primeira vez que um plasmon molecular é utilizado desta forma para excitar a molécula inteira e para realmente produzir uma ação mecânica usada para atingir um objetivo específico – neste caso, rasgar a membrana das células cancerígenas”.

Os plasmons, que são formados dentro das moléculas de aminocianina, possuem um braço de um lado que auxilia na ligação dessas moléculas às membranas das células cancerosas. Essa ligação, junto com os movimentos vibracionais, contribui para a separação das células. Embora a pesquisa ainda esteja em estágios iniciais, os resultados obtidos até o momento são bastante promissores.

Além disso, essa técnica biomecânica apresenta uma abordagem direta que dificulta a capacidade das células cancerígenas de desenvolver resistência ou bloqueio. Agora, os pesquisadores estão voltando sua atenção para investigar outros tipos de moléculas que possam ser utilizadas de maneira similar.

“Este estudo trata de uma forma diferente de tratar o câncer usando forças mecânicas em escala molecular”, diz Ayala-Orozco.

A pesquisa foi publicada na Nature Chemistry.

Fonte: Nature Chemistry.