Bilim insanları, kemoterapi, cerrahi veya radyasyona başvurmadan kanser hücrelerini yok etmenin bir yolunu bulmuş olabilir. 'Moleküler kriko' adı verilen bu yaklaşım, ışıktan ve iyi bilinen bir tıbbi molekülden başka bir şeye dayanmıyor.
Teknik, tıbbi görüntülemede yaygın olarak kullanılan sentetik boyalar olan aminosiyanin moleküllerini kullanarak ve bunları yakını-kızılötesi ışıkla uyararak çalışıyor. Bu, moleküllerin saniyede yaklaşık 40 trilyon salınım ile senkronize titreşmesine neden oluyor; bu hız, bir kanser hücresinin zarını fiziksel olarak parçalamak için yeterli.
Prosedür, düşük dozlarda bile dakikalar içinde kanser hücrelerini öldürebiliyor. Moleküler kriko tekniğiyle yapılan ilk deneylerin sonuçları, 2023 sonunda bir ekip tarafından Nature Chemistry dergisinde yayınlandı. Deneyler, laboratuvar kültürlerindeki kanser hücrelerini yok etmede yüzde 99'luk bir başarı oranı gösterdi. Melanomun fare modellerinde ise hayvanların yarısı kanserden tamamen kurtuldu.
Araştırmacılardan biri, bu yaklaşımı meslektaşlarıyla birlikte daha da geliştirdi. 2024'ün sonlarında, geliştirilmekte olan farklı moleküler kriko türlerini detaylandıran bir takip çalışması Advanced Science dergisinde yayınlandı. Bu, farklı kanser türlerini daha hassas bir şekilde hedeflemenin kapısını aralıyor.
Buradaki umut sadece başarı oranı değil. Elde edilen sonuçların henüz laboratuvar ve hayvan modellerinde olduğunu ve bu etkinliğin insanlarda aynı şekilde işe yaramasının her zaman kolay olmadığını belirtmek önemli. Ancak bilim insanları, bu yöntemin mekanik bir teknik olmasından dolayı kanser hücrelerinin buna direnç geliştirme olasılığının düşük olduğunu düşünüyor.
Rice Üniversitesi'nden kimyager Ciceron Ayala-Orozco, Nature Chemistry makalesi yayınlandığında yaptığı açıklamada, "Bu çalışma, moleküler ölçekte mekanik kuvvetler kullanarak kanseri tedavi etmenin farklı bir yolunu ele alıyor." dedi. Bu yaklaşım, daha önce geliştirilen ve sorunlu hücrelerin yapısını da bozabilen Feringa tipi motorlar gibi başka bir kanser öldürücü moleküler makine türü üzerinde bir gelişme niteliğinde.
Araştırmacılardan James Tour, Aralık 2023'te yaptığı açıklamada, "Bu, moleküler makinelerin yepyeni bir nesli. Mekanik hareketlerinde eski Feringa tipi motorlardan bir milyondan fazla kat daha hızlılar ve görünür ışık yerine yakını-kızılötesi ışıkla aktive edilebiliyorlar." dedi.
Aminosiyanin molekülleri, sentetik boyalar olarak biyolojik görüntülemede zaten kullanılıyor. Kanseri tespit etmek için yaygın olarak düşük dozlarda kullanılan bu moleküller, suda stabil kalıyor ve hücrelerin dışına çok iyi yapışıyor. Yakını-kızılötesi ışığın kullanılması önemli çünkü bilim insanlarının vücudun daha derinlerine nüfuz etmesine olanak tanıyor. Kemik ve organlardaki kanserler, kanser büyümesine ulaşmak için ameliyata gerek kalmadan potansiyel olarak tedavi edilebilir.
Aminosiyanin moleküllerinin yapısı ve kimyasal özellikleri, yakını-kızılötesi ışık gibi doğru uyaranlarla senkronize kalmalarını sağlıyor. Hareket halindeyken, moleküllerin içindeki elektronlar, tüm molekül boyunca hareketi sağlayan kolektif titreşimli varlıklar olan plazmonları oluşturuyor.
Ayala-Orozco, "Vurgulanması gereken, bu moleküllerin nasıl çalışabileceğine dair başka bir açıklama keşfetmiş olmamız. Bir moleküler plazmanın, tüm molekülü uyarmak ve kanser hücrelerinin zarlarını parçalamak gibi belirli bir hedefe ulaşmak için mekanik eylem üretmek amacıyla bu şekilde ilk kez kullanılması." diye ekledi. Plazmonların bir tarafında, molekülleri kanser hücresi zarlarına bağlamaya yardımcı olan bir kol bulunuyor; titreşim hareketleri ise bu zarları parçalıyor. Araştırmanın hala erken aşamalarında olmasıyla birlikte, bu ilk bulgular oldukça umut verici.
Araştırmacılar, en son çalışmalarında bu moleküllerin potansiyel toksisitesiyle ilgili endişeleri ele aldılar ve düşük dozdaki aktive edilmemiş moleküler krikoların normal hücreler tarafından hızla hücre içine alınıp temizlendiğini buldular. Ekip, "Bu çalışmada gözlemlenen moleküler krikoların hücrelerden nispeten hızlı bir şekilde temizlenmesi, vücuttan atılmaları için potansiyel bir yol olduğunu gösteriyor. Bu temizlenme mekanizması, moleküler krikoların terapötik uygulamalar için potansiyel güvenlik profiline ilişkin önemli bilgiler sunuyor." diye yazdı.
İlk konsept kanıtlama sonuçları Nature Chemistry'de ve moleküler kriko çeşitleri üzerine yapılan en son çalışma ise Advanced Science'da yayınlandı.
