Novo svjetlosno liječenje raka ubija tumorske stanice i štedi zdrave

U borbi protiv raka, važno polje istraživanja je potraga za sigurnim alternativama kemoterapiji i radioterapiji. Ovi tretmani napadaju i stanice raka i zdrave stanice, izlažući pacijente ozbiljnim nuspojavama.

Tim znanstvenika sa Sveučilišta Texas u Austinu i Sveučilišta Porto u Portugalu upravo je približio alternativu korak bliže. Razvili su materijale sposobne pretvoriti blisko infracrveno svjetlo, ili NIR, učinkovito i sigurno u toplinu koja može biti visoko ciljana protiv stanica raka. Njihovi materijali su kositar oksid (SnO_x) nanopahuljice, sićušne čestice koje imaju debljinu manju od 20 nanometara (nanometar je tisućiti milijunti dio metra).

Nalazi tima, objavljeni u časopisu ACS Nanonude novu nadu za dizajn fototermalnih terapija, ime dano ovim vrstama tretmana temeljenih na svjetlosti.

Fototermalna terapija je neinvazivna procedura kojom se stanice raka zagrijavaju kako bi se uništile. Djeluje tako da u stanice raka infiltrira materijale koji apsorbiraju svjetlost i pretvaraju je u toplinu – u ovom slučaju, SnO_x nanoflake—koje se mogu dizajnirati tako da se akumuliraju posebno u tumorskim tkivima. Zatim su ciljani svjetlom valne duljine koja tim materijalima daje potrebnu energiju za proizvodnju topline koja ubija rak, ali koja ne oštećuje zdrava tkiva.

Istraživači predlažu da njihov SnO_x nanoflake bi mogle poboljšati ove vrste tretmana nudeći veću toplinsku učinkovitost, biokompatibilnost i pristupačnost od drugih materijala koji se koriste u takvim procesima.

“Naš je cilj bio stvoriti tretman koji nije samo učinkovit, već i siguran i pristupačan”, rekla je Jean Anne Incorvia, profesorica inženjerstva s UT-a i jedna od voditeljica projekta, u izjava za medije. “Kombinacijom LED svjetla i SnO_x nanoflakes, razvili smo metodu za precizno ciljanje stanica raka dok zdrave stanice ostavljamo netaknutima.”

Kako bi procijenili toplinsku učinkovitost svog novog materijala, tim je razvio vlastiti sustav temeljen na bliskim infracrvenim LED diodama (NIR-LED) koje emitiraju svjetlost na valnoj duljini od 810 nanometara, što je sigurno za biološka tkiva. Za razliku od tradicionalnih laserskih sustava, NIR-LED osiguravaju homogenije i stabilnije osvjetljenje, smanjuju rizik od pregrijavanja i zahtijevaju minimalna ulaganja. Cjelokupna eksperimentalna postavka, sposobna ozračiti do 24 uzorka u isto vrijeme, koštala je približno 530 dolara, što ga čini pristupačnim i svestranim alatom za biomedicinska istraživanja.

Rezultat je NIR zračenja na SnO_x-tretirane stanice raka bile su ohrabrujuće. UT je izvijestio da je u samo 30 minuta izlaganja metoda ubila do 92 posto stanica raka kože i 50 posto stanica raka debelog crijeva. To je postignuto bez ikakvih štetnih učinaka na zdrave stanice kože, što pokazuje sigurnost i selektivnost ovog pristupa.