Para ilmuwan telah mengembangkan alat yang menggunakan cahaya untuk mengendalikan aktivitas dan lokalisasi molekul, memungkinkan untuk mengendalikan lokasi tindakan obat.
Bertindak di tempat yang tepat pada waktu yang tepat adalah kunci untuk perawatan medis yang efektif dengan efek samping minimal. Namun, prestasi ini tetap sulit untuk dicapai. Ahli biologi dan ahli kimia di Universitas Jenewa telah berhasil mengembangkan alat yang mengontrol lokasi di mana molekul diaktifkan oleh denyut nadi cahaya sederhana yang hanya berlangsung beberapa detik. Diuji pada protein yang penting untuk pembelahan sel, sistem ini dapat diterapkan pada molekul lain. Aplikasi potensial sangat luas, baik dalam penelitian dasar dan dalam meningkatkan perawatan medis yang ada, seperti untuk kanker kulit. Hasil ini diterbitkan dalam jurnal Komunikasi Alam.
Terlepas dari bagaimana itu diberikan, obat tidak hanya bertindak pada organ yang terpengaruh tetapi memiliki efek sistemik pada seluruh tubuh. Kurangnya presisi ini membawa risiko: mungkin kehilangan targetnya dan tidak memiliki efek yang diinginkan, atau dapat menyebabkan efek samping yang berpotensi serius. Di Swiss saja, ribuan orang menderita efek samping terkait narkoba yang parah setiap tahun.
Sistem ini memungkinkan untuk mengontrol secara spasial dan sementara aktivitas molekul dalam organisme hidup menggunakan cahaya.
Solusinya, sederhana secara teori tetapi sangat kompleks dalam praktiknya, adalah mengaktifkan obat hanya di lokasi di mana mereka dibutuhkan. Namun tugas penelitian yang menantang ini akan memungkinkan untuk mengaktifkan atau menonaktifkan protein dalam organisme hidup di lokasi tertentu untuk lebih memahami fungsinya. '' Semuanya dimulai dari pertanyaan metodologis ini, '' kenang Monica harus, profesor di departemen fisiologi sel dan metabolisme di Fakultas Kedokteran Universitas Jenewa, yang memprakarsai dan mengoordinasikan penelitian ini dengan Nicolas Winsinger, Profesor di Departemen Kimia Organik di Fakultas Sains Universitas Jenewa. '' Kami mencari cara untuk menghambat protein yang terlibat dalam pembelahan sel, protein PLK1, kapan dan di mana kami ingin, untuk lebih memahami fungsinya dalam pengembangan organisme ''.
Melanggar kunci biologis
Dengan menggabungkan keahlian mereka dalam kimia dan biologi, para ilmuwan dapat memodifikasi molekul inhibitor PLK1 sehingga akan diaktifkan oleh denyut nadi cahaya. '' Setelah proses yang kompleks, kami dapat memblokir situs aktif inhibitor kami dengan turunan kumarin, senyawa secara alami ada pada tanaman tertentu. Kumarin ini kemudian dapat dihilangkan dengan denyut nadi ringan, '' menjelaskan Victoria von Glasenapp, seorang peneliti postdoctoral di laboratorium Profesor Gotta di Fakultas Kedokteran dan Profesor Winsinger di Fakultas Sains, dan penulis pertama penelitian.
Tantangannya adalah masih menemukan cara untuk menjangkar inhibitor pada titik yang tepat di dalam tubuh di mana aksinya diinginkan. '' Dengan demikian, kami memodifikasi inhibitor sehingga menjadi terperangkap dalam sel yang ditargetkan dengan menambahkan jangkar molekuler yang dilepaskan hanya dengan cahaya, '' jelas Nicolas Winssinger. '' Ini memungkinkan kami untuk mengaktifkan dan melabuhkan inhibitor dengan pulsa cahaya yang sama, sehingga menonaktifkan PLK1 dan menghentikan pembelahan sel di lokasi yang diinginkan tepat. ''
Aplikasi yang tak terhitung jumlahnya
Sistem yang dikembangkan oleh para ilmuwan dari Universitas Jenewa memungkinkan untuk secara spasial dan sementara mengontrol aktivitas molekul dalam organisme hidup menggunakan cahaya. Ini dapat disesuaikan dengan banyak molekul untuk dapat mengaktifkan obat hanya di tempat yang dibutuhkan. Di masa depan, laser sederhana karenanya dapat mengaktifkan pengobatan di tempat yang dibutuhkan saat menyisakan jaringan sehat di sekitarnya, sehingga membatasi efek samping yang tidak diinginkan. '' Kami berharap bahwa alat kami akan banyak digunakan, yang mengarah pada pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana fungsi organisme hidup dan, dalam jangka panjang, untuk pengembangan perawatan spesifik lokasi, '' menyimpulkan Monica harus.
