O echipă de cercetători din Japonia şi Statele Unite au identificat o nouă metodă promiţătoare de distrugere a celulelor canceroase, dezvolată folosind fizica cuantică.
Astfel, un studiu publicat recent în "Scientific Reports" arată că metoda se bazează pe introducerea în tumori a unor nanoparticule încărcate cu iod, asupra cărora se dirijează fascicule de raze X.
Metoda a fost dezvoltată de cercetători de la institutul iCeMS din cadrul Universităţii Kyoto, împreună cu colaboratori de la alte instituţii din Japonia şi SUA.
"Expunerea unui metal la lumină are ca efect eliberarea de electroni, fenomen numit efect fotoelectric. Explicarea acestui fenomen de către Albert Einstein în 1905 a pus bazele fizicii cuantice", a explicat dr. Fuyuhiko Tamanoi de la iCeMS, unul dintre autorii principali ai studiului, citat de sciencedaily.com.
"Cercetările noastre aduc dovezi că este posibil să reproducem acest efect în interiorul unei celule canceroase", a completat cercetătorul.
În prezent, una dintre problemele legate de radioterapia în cancer este lipsa de eficacitate în centrul tumorii, acolo unde nivelul de oxigen este foarte scăzut din cauză că lipsesc vasele de sânge.
Iradierea cu raze X are nevoie de aport de oxigen pentru a crea apoi oxigen reactiv care să poată distruge ADN-ul, atunci când razele lovesc moleculele din interiorul celulei.
Cercetătorii japonezi au încercat să depăşească acest obstacol prin găsirea unei căi mai directe de a distruge ADN-ul celulelor canceroase.
În studii anterioare, cercetătorii au demonstrat că nanoparticule încărcate cu gadoliniu pot distruge celulele canceroase dacă sunt iradiate cu raze X generate de un sincroton la un nivel de energie de 50,25 kiloelectroni volţi (keV).
În noul studiu, cercetătorii au creat nanoparticule încărcate cu iod, un element mai ieftin decât gadoliniul şi care eliberează electroni la niveluri mai scăzute de energie.
Echipa de cercetare a testat noua tehnologie asupra unor tumori de formă sferică cu un număr mare de celule canceroase şi, după o perioadă de iradiere cu raze X de 30 de minute la 33,2 keV, toate celulele canceroase au fost distruse după 3 zile.
Cercetătorii au testat şi alte niveluri de energie ale razelor X şi au demonstrat că efectul optim se opţine la 33,2 keV.
Analize ulterioare au arătat că nanoparticulele au fost "înghiţite" de celulele tumorale şi au ajuns într-o zonă localizată chiar în exteriorul nucleului.
După iradierea cu raze X la nivelul potrivit de energie, efectul este eliberarea de electoni de către atomii de iod, care provoacă rupturi la nivelul ADN-ului celular, cauzând moartea celulei.
"Studiul nostru reprezintă un exemplu important de utilizare a fenomenelor fizicii cuantice în interiorul unei celule canceroase", a precizat Kotaro Matsumoto, un alt autor al studiului.
Cercetătorii au demarat studii suplimentare, în care âncearcă să introducă atomii de iod direct pe ADN-ul celulelor-ţintă, pentru a creşte eficacitatea. Metoda urmează să fie testată în studii preclinice, pe modele de cancer create la şoareci.
