Descubren una forma de destruir las células cancerosas usando “martillos moleculares” activados con luz infrarroja.
👤 Por Michael Maldonado
Las células cancerosas suelen combatirse con medicamentos, radiación o calor. Ahora, los científicos probaron una estrategia distinta: destruirlas mediante movimientos mecánicos a escala molecular.
El método utiliza pequeñas moléculas que permanecen casi inactivas hasta recibir luz infrarroja cercana. Al encenderse, comienzan a vibrar a velocidades extraordinarias.
Esas oscilaciones ejercen suficiente fuerza para perforar la membrana celular, provocar una pérdida inmediata de su integridad y causar la muerte de la célula cancerosa.
Moléculas que golpean a enorme velocidad
Los investigadores las llaman“martillos moleculares” porque toda su estructura se estira y contrae de manera coordinada cuando absorbe la energía de la luz.
El movimiento ocurre en escalas de femtosegundos, con oscilaciones cercanas a los 41 terahercios. Son billones de movimientos moleculares cada segundo.
Cuando estas moléculas están unidas a la membrana, su vibración transmite fuerza directamente sobre los lípidos y las proteínas que mantienen protegida la célula.
La presión acumulada termina abriendo la membrana. El contenido celular pierde su equilibrio y la célula muere rápidamente mediante un proceso asociado con necrosis.
A diferencia de otras fototerapias, el mecanismo no necesita transformar la luz en temperaturas elevadas ni producir sustancias oxidantes para dañar las células.
La destrucción no depende del calor
Para comprobarlo, los científicos añadieron compuestos capaces de neutralizar especies reactivas de oxígeno, moléculas utilizadas habitualmente por la terapia fotodinámica.
A pesar de bloquear esas sustancias, los martillos moleculares continuaron perforando las membranas, lo que respalda que la destrucción ocurre principalmente mediante fuerza mecánica.
También midieron la temperatura del medio durante la iluminación. Incluso usando una concentración muy superior a la necesaria, el aumento fue de apenas 0,5 °C.
La activación se realizó con luz infrarroja cercana de 730 nanómetros durante diez minutos, con una intensidad que no dañó por sí sola las células estudiadas.
Esta longitud de onda puede penetrar los tejidos mejor que la luz visible, aunque su alcance dentro del cuerpo continúa siendo una consideración para futuros tratamientos.
Probaron versiones mucho más eficaces
El equipo sintetizó numerosas variantes de estas moléculas y modificó sus cadenas químicas para encontrar cuáles destruían mejor las células al recibir iluminación.
Una de ellas, identificada como 4p, alcanzó concentraciones efectivas inferiores a 40 nanomoles en células humanas de pulmón, próstata y cáncer colorrectal.
Otra variante, llamada 4h, presentó el mejor equilibrio entre eficacia bajo la luz y baja toxicidad cuando permanecía sin activarse.
Su índice fototerapéutico mejoró 7,8 veces en células de cáncer pulmonar y 7,1 veces en células de cáncer de próstata frente a la molécula original.
Los resultados proceden de experimentos con células cultivadas, incluidas líneas de cáncer pancreático, pulmonar, prostático y colorrectal. El siguiente paso será evaluarlas en modelos animales.
Referencias
Li, B., Ayala-Orozco, C., Si, T., et al. (2024). Divergent syntheses of near-infrared light-activated molecular jackhammers for cancer cell eradication. Advanced Science. DOI: 10.1002/advs.202405965
