Kwantumtherapie zorgt ervoor dat gbm cellen zichzelf vernietigen, terwijl gezonde cellen intact blijven
In een artikel van 14 september 2023, op de website van Eurekalert! Is een ontwikkeling gepubliceerd van de universiteit van Nottingham (UK) die geschikt is voor een Marvel-film, zo beweren onderzoekers van de Britse wat zij omschrijven als het eerste ‘kwantumtherapeutische’ te hebben ontwikkeld: elektrisch geladen gouden nanodeeltjes die glioblastoomcellen ertoe aanzetten zichzelf te doden terwijl gezonde cellen intact blijven. De wetenschappers hebben patent aangevraagd op de technologie en denken dat deze uiteindelijk tijdens een operatie op de hersenen kan worden gespoten.
“Dit onderzoek heeft de mogelijkheden aangetoond die kwantumtherapie biedt als een nieuwe technologie om met de biologie te communiceren”, zegt onderzoeker Ruman Rahman, Ph.D., in een persbericht. “De fusie van kwantumbio-elektronica en geneeskunde brengt ons een stap dichter bij een nieuw behandelingsparadigma voor ziekten.”
De wetenschappers beschreven de deeltjes en hun kankerdodende eigenschappen in een artikel dat op 14 september in het online wetenschappelijke tijd schrift Nature Nanotechnology uitgebreid werd behandeld. Hun aanpak is geworteld in bio-elektriciteit, of elektrische signalen tussen en binnen cellen die hun functie controleren. Een schoolvoorbeeld hiervan is fotosynthese, waarbij elektronen worden doorgegeven tussen twee fotosystemen (lichtabsorberende eiwitcomplexen die in planten voorkomen) om energie te genereren.
“De analogie die ik vaak gebruik is om een cel te zien als een netwerk van onderling verbonden circuits binnen een huis. Net zoals wanneer een lont in een huis doorbrandt en de lichten uitgaan als gevolg van de onderbreking van de stroom, geldt een soortgelijk principe in de biologie”, vertelde onderzoeksleider Frankie Rawson, Ph.D., via e-mail aan Fierce Biotech Research. “Het controleren of stoppen van de stroom van ‘stroom’ via schakelaars regelt verschillende biologische functies.”
Micronaald, quantum dot-studie opent de deur naar nieuwe klinische kankerinstrumenten Maar de TTF (tumor treating fields, een soort stroomschokjes) die door bijvoorbeeld Optune wordt gegenereerd, doodt niet echt de glioblastoomcellen; ze vertragen alleen de snelheid waarmee ze zich vermenigvuldigen. En hoewel onderzoekers hebben getheoretiseerd over het potentieel van op afstand bestuurbare systemen om elektrische signalen te veranderen en zo apoptose (dat is het proces waarin een cel zichzelf doodt. Apoptose wordt ook wel ‘geprogrammeerde celdood’ genoemd . Cellen zetten dit gecontroleerde zelfmoord-programma in werking na groeiarrest, als ze beschadigd of te oud zijn. in kankercellen daadwerkelijk te stimuleren, bestond de technologie om dit te doen niet. Tot nu toe misschien. De onderzoekers uit Nottingham creëerden deeltjes die ze ‘bio-nano-antennes’ noemden, gouden elektroden van nanoformaat bedekt met moleculen die elektriciteit van een externe bron omzetten in signalen die cellen kunnen begrijpen. De moleculen worden in de cellen opgenomen via een transportproces dat endocytose (het proces waarbij de cel stoffen opneemt die door de celmembraan werden ingesloten) wordt genoemd. Vervolgens wordt via een voedingselektrode stroom aan de bio-nanoantennes geleverd, waardoor ze worden uiteengedreven.
Het is hier dat we het kwantumrijk betreden: de toepassing van de stroom veroorzaakt wat bekend staat als ‘kwantum biologische (Kwantumbiologie bestudeert biologische processen en aspecten waar de klassieke fysica en biologie geen nauwkeurige beschrijving van kunnen geven)elektrische tunneling’, een term voor een fenomeen waarbij elektronen door energiebarrières ‘tunnelen’ die ze, volgens de wetten van de klassieke natuurkunde, niet zou moeten kunnen overwinnen, legde Rawson uit. Als gevolg hiervan verandert het gedrag van de cel.
Om te bepalen hoeveel elektrische input er nodig zou zijn om apoptose in de glioblastoomcellen teweeg te brengen en de gezonde cellen met rust te laten, heeft het team van Rawson nauwkeurig naar hun elektrische kenmerken gekeken. De elektrische eigenschappen van kankercellen verschillen op verschillende manieren van niet-kankercellen, zoals een verhoogde stroom van elektrische stromen naar hun omgeving en een gedepolariseerde membraanspanning, waardoor ze zich snel kunnen vermenigvuldigen.
Nadat ze hadden uitgezocht hoeveel stroom er nodig zou zijn om apoptotische genen in glioblastoomcellen aan te zetten, namen de onderzoekers een aantal van patiënten afkomstige genen en kweekten ze met de bio-nanoantannae, waarna ze een elektrode gebruikten om ze te uiteen te drijven. Dit leidde tot elektronentunneling, die de genexpressiepatronen van de kankercellen veranderde en apoptose stimuleerde. Transcriptomics – een techniek om genexpressie te kwantificeren – toonde aan dat de deeltjes inderdaad apoptotische genen in de glioblastoomcellen hadden aangezet, waardoor ze werden gedood.
Om te bevestigen dat de bioantennes geen apoptose in gezonde cellen zouden veroorzaken, kweekten de onderzoekers ze met normale menselijke astrocyten, een soort hersencel. Afzonderlijk kweekten ze ook met levergalkanaalcellen. De deeltjes hadden geen effect op beide celtypen.
Naast het indienen van een patent heeft het onderzoeksteam financiering ontvangen van de Britse Medical Research Council om zijn werk voort te zetten. Ze stellen zich voor dat de deeltjes worden geactiveerd door apparaten zoals geïmplanteerde diepe hersenstimulators die worden gebruikt om de ziekte van Parkinson te behandelen, zo afgestemd dat de elektrische output overeenkomt met de aandoening die ze behandelen.
Dus, om kort te gaan, In Nottingham hebben ze een theorie bedacht, die erop neerkomt dat celsterfte middels elektrisch geladen gouden nanodeeltjes die glioblastoomcellen ertoe aanzetten zichzelf te doden terwijl gezonde cellen intact blijven. De wetenschappers hebben patent aangevraagd op de technologie, waarbij de gouden nanodeeltjes tijdens een operatie op de hersenen kunnen worden gespoten, waarna met stroomschokjes het proces waarin een cel zichzelf doodt in gang wordt gezet, waarbij gezonde cellen worden gespaard