Терагерцовое излучение может предложить потенциальное лечение рака

Новый тест может улучшить способность диагностировать наиболее рискованные формы инфекции ВПЧ

            

Исследователи из Центра передовой фотоники RIKEN и его коллеги обнаружили, что терагерцовое излучение, вопреки общепринятому мнению, может разрушать белки в живых клетках, не убивая клетки.

Этот вывод подразумевает, что терагерцовое излучение, которое долгое время считалось непрактичным в использовании, может, например, применяться для манипулирования клеточными функциями для лечения рака, но также может возникнуть проблема безопасности.

Терагерцовое излучение является частью электромагнитного спектра между микроволнами и инфракрасным излучением, которое часто называют «терагерцовым зазором» из-за отсутствия технологий для его эффективного управления.

Поскольку терагерцовое излучение задерживается жидкостями и неионизируется – это означает, что он не повреждает ДНК, как это делают рентгеновские лучи – продолжается работа по ее использованию в таких областях, как досмотр багажа в аэропорту.

Обычно считается, что он безопасен для использования в тканях, хотя некоторые недавние исследования обнаружили, что он может оказывать некоторое прямое влияние на ДНК, хотя он практически не способен проникать в ткани, что означает, что этот эффект будет только на поверхности клеток кожи.

Однако одна проблема, которая осталась неисследованной, заключается в том, может ли терагерцовое излучение воздействовать на биологические ткани даже после того, как оно было остановлено, посредством распространения энергетических волн в ткани.

Исследовательская группа из RAP недавно обнаружила, что энергия от легкого холода попадает в воду как «ударная волна». Учитывая это, группа решила исследовать, может ли терагерцовое излучение также воздействовать на ткани.

Они решили исследовать, используя белок под названием актин, который является ключевым элементом, который обеспечивает структуру для живых клеток. Он может существовать в двух конформациях, известных как (G) -актин и (F) -актин, которые имеют различные структуры и функции, поскольку (F) -актин представляет собой длинную нить, состоящую из полимерных цепей белков.

Используя флуоресцентную микроскопию, они изучили влияние терагерцового излучения на рост цепей в водном растворе актина и обнаружили, что это приводит к уменьшению филаментов. Другими словами, терагерцовое излучение каким-то образом предотвращало (G) -актин от образования цепей и превращения в (F) -актин.

Они рассмотрели возможность того, что это было вызвано повышением температуры, но обнаружили, что небольшое повышение, около 1,4 градуса по Цельсию, было недостаточно для объяснения этого изменения, и пришли к выводу, что оно, скорее всего, было вызвано ударной волной.

Чтобы дополнительно проверить гипотезу, они провели эксперименты на живых клетках и обнаружили, что в клетках, как и в растворе, образование актиновых филаментов было нарушено. Однако не было никаких признаков того, что радиация вызвала гибель клеток.

Согласно Шоте Ямазаки, первому автору исследования, опубликованному в Scientific Reports : «Нам было очень интересно увидеть, что терагерцовое излучение может влиять на белки внутри клеток, не убивая клетки сами. Мы будем заинтересованы в поиске потенциальных применений при раке и других заболеваниях. "

Терагерцовое излучение находит сегодня множество применений, и важно полностью понять его влияние на биологические ткани, чтобы оценить любые риски и найти потенциальные применения. "

Чико Отани, руководитель исследовательской группы RIKEN

Источник:

Ссылка на журнал:

Ямазаки С., и др. . (2020) Распространение энергии ТГц излучения через водные слои: разрушение актиновых филаментов в живых клетках. Научные отчеты . doi.org/10.1038/s41598-020-65955-5.

        

Source link