Una nuova arma contro il cancro è stata studiata da un team di ricerca della Rice University. I ricercatori hanno scoperto che gli atomi di una piccola molecola di colorante utilizzata per l'imaging medico possono vibrare all'unisono ⎯ formando quello che è noto come un plasmone ⎯ quando stimolati da una luce infrarossa, causando la rottura della membrana cellulare delle cellule cancerose. É un martello pneumatico molecolare.

Secondo lo studio, pubblicato su Nature Chemistry, è efficace contro il melanoma umano al 99% e la metà dei topi con melanoma sono guariti dopo il trattamento. "Si tratta di una generazione completamente nuova di macchine molecolari che chiamiamo martelli pneumatici molecolari", ha affermato il chimico della Rice James Tour , il cui laboratorio ha precedentemente utilizzato composti su scala nanometrica dotati di una catena di atomi simile a una paletta attivata dalla luce che ruota continuamente nella stessa direzione per perforare la membrana esterna di batteri infettivi , cellule tumorali e funghi resistenti al trattamento .

A differenza dei trapani su scala nanometrica basati sui motori molecolari del premio Nobel Bernard Feringa , i martelli pneumatici molecolari impiegano un meccanismo d’azione completamente diverso e senza precedenti. "Sono più di un milione di volte più veloci nel loro movimento meccanico rispetto ai precedenti motori di tipo Feringa e possono essere attivati ​​con la luce infrarossa anziché con la luce visibile", ha affermato Tour.

La luce infrarossa può penetrare molto più in profondità nel corpo rispetto alla luce visibile, accedendo agli organi o alle ossa senza danneggiare i tessuti. “La luce infrarossa può penetrare nel corpo umano fino a 10 centimetri rispetto a solo mezzo centimetro, la profondità di penetrazione della luce visibile, che abbiamo utilizzato per attivare le nanotrappole", ha affermato Tour, professore di chimica del TT e WF Chao della Rice e professore di scienza dei materiali e nanoingegneria. “È un enorme progresso”.

I martelli pneumatici sono molecole di aminocianina, una classe di coloranti sintetici fluorescenti utilizzati per l'imaging medico. "Queste molecole sono semplici coloranti che le persone usano da molto tempo", ha detto Ciceron Ayala-Orozco, uno scienziato ricercatore della Rice e autore principale dello studio. “Sono biocompatibili, stabili in acqua e molto bravi ad attaccarsi al rivestimento esterno grasso delle cellule. Ma anche se venivano usati per l’imaging, le persone non sapevano come attivarli come plasmoni”. E non è tutto, perché “a causa della loro struttura e delle proprietà chimiche, i nuclei di queste molecole possono oscillare in sincronia quando esposti allo stimolo giusto", ha detto Ayala-Orozco. “I plasmoni molecolari che abbiamo identificato hanno una struttura quasi simmetrica con un braccio su un lato. Il braccio non contribuisce al movimento plasmonico, ma aiuta ad ancorare la molecola al doppio strato lipidico della membrana cellulare”.

Fonte | "Molecular jackhammers eradicate cancer cells by vibronic-driven action" pubblicato su Nature Chemistry il 19 dicembre 2023