Nanocząstki pochodzące z liści herbaty mogą być kluczem w leczeniu raka płuc. Na ogromny potencjał badacze natknęli się przypadkowo testując nową metodę wytwarzania kropek kwantowych.

Badania przeprowadzone przez naukowców ze Swansea University, którzy współpracowali z kolegami z dwóch indyjskich uniwersytetów – KSR Institute of Technology oraz Bharathiar University – wykazały, że nanocząstki pochodzące z liści herbaty hamują wzrost komórek nowotworowych płuc, niszcząc nawet do 80 proc. z nich. Zespół dokonał odkrycia podczas testowania nowej metody produkcji kropek kwantowych.

Kropki kwantowe są rodzajem nanocząsteczki o długości od dwóch do pięciu nanometrów. Dla porównania, przeciwciała, które układ odpornościowy każdego z nas wykorzystuje do ataku na szkodliwe wirusy lub bakterie, mają szerokość dziesięciu nanometrów, a ludzkie włosy mają około 40 000 nanometrów szerokości.

Kropki kwantowe są znane nauce od lat 70. ubiegłego wieku, ale przez długi czas były wytworem czysto teoretycznym. Rozwój technologi pozwolił na tworzenie takich nanocząstek. Wyjątkowo małe rozmiary dają kropkom kwantowym wyjątkowe właściwości. Są to struktury krystaliczne wykonane z materiałów półprzewodnikowych. Pochłaniają i emitują promieniowanie wyłącznie o ściśle określonej energii. Ponieważ w podobny sposób ze światłem oddziałują atomy, kropki kwantowe często nazywa się sztucznymi atomami.

Chociaż nanocząstki są już wykorzystywane w opiece zdrowotnej, kropki kwantowe dopiero niedawno przyciągnęły uwagę badaczy. Mogą znaleźć zastosowanie w wielu dziedzinach. Od komputerów i ogniw fotowoltaicznych po obrazowanie nowotworów i ich leczenie.

Po lewej komórki raka płuc, po prawej te same komórki potraktowane kropkami kwantowymi z ekstraktu herbaty. Fot. Swansea University

Kropki kwantowe można wytwarzać chemicznie, ale jest to skomplikowany i kosztowny proces, a do tego ma toksyczne skutki uboczne. Kierowany przez uczonych ze Swansea University zespół badawczy poszukiwał nowej, nietoksycznej, opartej na roślinach alternatywnej metody wytwarzania kropek kwantowych. Tak naukowcy sięgnęli po ekstrakt z liści herbaty.

Liście herbaty zawierają wiele różnych związków, w tym polifenole, aminokwasy, witaminy i przeciwutleniacze, ale nie oznacza to, że napar z herbaty leczy raka płuc. Badacze wymieszali ekstrakt z liści herbaty z innymi chemikaliami, takimi jak siarczan kadmu i siarczek sodu i pozwolili na inkubację uzyskanego roztworu. Pozyskane w ten sposób kropki kwantowe wypróbowali na komórkach raka płuc. Okazało się to strzałem w dziesiątkę.

Naukowcy zaobserwowali, że nanocząstki wytwarzane z liści herbaty hamowały wzrost komórek raka płuc. Wnikały one przez małe pory w zewnętrznej błonie komórek nowotworowych i niszczyły nawet do 80 proc. z nich. Komórki nowotworowe nie mogły się replikować. Odkrycie to zaskoczyło badaczy. Nie spodziewali się tak dobrego wyniku.

– Nasze badania potwierdziły wcześniejsze dowody na to, że wyciąg z liści herbaty może być nietoksyczną alternatywą do tworzenia kropek kwantowych. Prawdziwym zaskoczeniem było jednak to, że kropki aktywnie hamowały wzrost komórek raka płuc. Nie spodziewaliśmy się tego. Dodatkowo wykazały one wyjątkową emisję fluorescencji w procesie bioobrazowania komórek rakowych w porównaniu do konwencjonalnych nanocząstek – powiedział Sudhagara Pitchaimuthu ze Swansea University, autor badań, które ukazały się na łamach ”Applied Nano Materiale”.

– Kropki kwantowe są zatem bardzo obiecującą drogą do opracowania nowych metod leczenia raka. Mogą także mieć inne możliwe zastosowania, na przykład w farbie przeciwdrobnoustrojowej stosowanej w salach operacyjnych lub w kremach do opalania – dodał uczony.

Badacze nakreślili już kolejne etapy badań. Teraz chcą stworzyć całą fabryką kropek kwantowych, która pozwoli na dokładniejsze badania. – Opierając się na tym ekscytującym odkryciu, kolejnym krokiem jest zwiększenie skali naszej działalności. Chcemy zbadać rolę ekstraktu z liści herbaty w obrazowaniu komórek nowotworowych oraz powiązanie kropek kwantowych z komórkami rakowymi – wyjaśnił Pitchaimuthu.

Badanie przeprowadzone w Wielkiej Brytanii nie oznaczają, że odkryto cudowny lek na raka. Hamowanie wzrostu i niszczenie komórek nowotworowych w warunkach laboratoryjnych to ogromne osiągnięcie, ale należy przeprowadzić dalsze badania nad kropkami kwantowymi z liści herbaty. Naukowcom udało się pokonać dwie podstawowe trudności związane z tymi nanocząstkami – koszt ich wytwarzania (według wcześniejszych technologi nawet do 500 funtów za mikrogram) oraz toksyczne skutki uboczne.

– Do tej pory zabijaliśmy komórki tylko na szalce Petriego, bezpośrednio wprowadzając do chorych komórek nasze kropki. Musimy teraz zidentyfikować enzym, który może dostarczyć je do nowotworów w żywych organizmach, bez wpływu na otaczające zdrowe tkanki – przyznał Pitchaimuthu. Dodał jednocześnie, że opracowanie leku może potrwać całe lata. – Mamy nadzieję, że niedługo rozpoczniemy szeroko zakrojone testy laboratoryjne. Do tego badania kliniczne u ludzi, które potrwają około dwóch lat. Jeśli wszystko pójdzie dobrze, być może za dziesięć lat będziemy mogli mieć gotowe leczenie – powiedział.

 

 

 

 

Źródło: Swansea University, DziennikNaukowy