Las imágenes confocales de alta resolución muestran los efectos de los taladros moleculares activados por la luz en las células dentro de un gusano. Antes de la activación, a la izquierda los taladros inyectados permanecen oscuros. A la derecha, después de 15 minutos de exposición a la luz, Las señales fluorescentes muestran un daño generalizado en los nematodos transparentes. Los simulacros desarrollados en la Universidad de Rice están destinados a apuntar a bacterias resistentes a los medicamentos, cáncer y otras células que causan enfermedades y destruirlas sin dañar las células sanas adyacentes. Crédito:Thushara Galbadage / Universidad de Biola
Los taladros del tamaño de una molécula hacen el daño para el que están diseñados. Esas son malas noticias para la enfermedad.
Científicos de la Universidad de Rice, La Universidad de Biola y el Centro de Ciencias de la Salud de Texas A&M tienen una mayor validación de que sus motores moleculares, rotores activados por luz que giran hasta 3 millones de veces por segundo, puede apuntar a las células enfermas y matarlas en minutos.
El equipo dirigido por el bioquímico molecular de Biola Richard Gunasekera y el químico de Rice James Tour demostró que sus motores son altamente efectivos para destruir células en tres organismos de prueba multicelulares:gusanos, plancton y ratones.
Un estudio en la revista ACS Applied Materials &Interfaces de la American Chemical Society muestra que los motores causaron varios grados de daño a los tejidos en las tres especies. La revista planea designar el artículo como una Elección de los Editores de ACS de acceso abierto.
El objetivo original del proyecto era apuntar a las bacterias resistentes a los medicamentos, cáncer y otras células que causan enfermedades y destruirlas sin dañar las células sanas adyacentes. Tour ha argumentado que las células y las bacterias no tienen una defensa posible contra una fuerza de perforación nanomecánica lo suficientemente fuerte como para atravesar sus paredes.
Las imágenes confocales de alta resolución muestran los efectos de los taladros moleculares activados por la luz en las células dentro de un gusano. Antes de la activación, hasta arriba, los taladros inyectados permanecen oscuros. En el fondo, después de 15 minutos de exposición a la luz, Las señales fluorescentes muestran un daño generalizado en los nematodos transparentes. Los simulacros desarrollados en la Universidad de Rice están destinados a apuntar a bacterias resistentes a los medicamentos, cáncer y otras células que causan enfermedades y destruirlas sin dañar las células sanas adyacentes. Crédito:Thushara Galbadage / Universidad de Biola
"Ahora se ha llevado a un nivel completamente nuevo, ", Dijo Tour." El trabajo aquí muestra que organismos completos, como pequeños gusanos y pulgas de agua, pueden ser eliminados por nanomáquinas que perforan en ellos. Esto no es solo la muerte unicelular, pero todo el organismo, con muerte celular en millones.
"También se pueden utilizar para perforar la piel, sugiriendo así utilidad en el tratamiento de cosas como el pre-melanoma, " él dijo.
Los investigadores vieron diferentes efectos en cada uno de los tres modelos. En el gusano C. elegans , los motores rápidos provocaron una despigmentación rápida, ya que los motores causaron por primera vez la alteración nanomecánica de células y tejidos. En el plancton Daphnia, los motores primero desmembraron las extremidades exteriores. En ambos casos, Despues de unos dias, la mayoría o todos los organismos murieron.
Para modelos de mouse, Los investigadores aplicaron las nanomáquinas en una solución tópica sobre la piel. La activación de los motores rápidos provocó lesiones y ulceraciones, demostrando su capacidad para funcionar en animales más grandes.
Daphnia, una especie de plancton, fueron expuestos a máquinas moleculares desarrolladas en la Universidad de Rice en experimentos de laboratorio para determinar los efectos de los taladros microscópicos en el tejido. A la izquierda hay un plancton saludable con todos sus apéndices. A la derecha, la dafnia tiene solo dos de sus apéndices después de 10 minutos de exposición a nanomáquinas activadas por luz. Los simulacros están diseñados para apuntar a bacterias resistentes a los medicamentos, cáncer y otras células que causan enfermedades y destruirlas sin dañar las células sanas adyacentes. Crédito:Alison Buck / Universidad de Biola
"Que la piel del ratón cambie debido a la 'perforación' de las nanomáquinas podría ser uno de los aspectos más interesantes del estudio para los científicos, "dijo Gunasekera, miembro adjunto de la facultad y ex científico invitado en Rice y actualmente decano asociado y profesor de bioquímica en Biola. Es coautor principal del artículo con Thushara Galbadage, profesor asociado de salud pública en Biola.
"Podría significar un tratamiento tópico directo para afecciones de la piel como melanomas, eccema y otras enfermedades de la piel, ", Dijo Gunasekera." Este artículo es importante porque es la primera prueba de nanomáquinas donde hemos demostrado su eficacia in vivo. Todos los demás estudios realizados hasta ahora se realizaron in vitro . "
Sugirió que los motores podrían usarse para el control terapéutico de parásitos, así como para el tratamiento local de enfermedades como el cáncer de piel.
