Un importante avance científico han realizado investigadores del Centro de Reconocimiento Biomolecular Avanzado del Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST), dirigido por el Dr. Youngdo Jeong, que creó unas nanomáquinas biológicas para matar células cancerosas.
El equipo de trabajo se centró en el estudio de la estructura jerárquica de las proteínas, en la que el eje de la estructura grande y las unidades móviles están separados jerárquicamente. Con eso demostraron que solo partes específicas pueden moverse alrededor del eje. La mayoría de las nanomáquinas existentes han sido diseñadas para que los componentes móviles y el eje de la gran estructura estén presentes en la misma capa. Por lo tanto, estos componentes se someten a un movimiento simultáneo, lo que complica el control deseado de una pieza específica.
Los científicos coreanos entonces fabricaron una nanomáquina jerárquica sintetizando y combinando nanopartículas de oro de 2 nm de diámetro con moléculas que se pueden plegar y desplegar en función del entorno circundante. Esta nanomáquina estaba compuesta por moléculas orgánicas móviles y nanopartículas inorgánicas para funcionar como grandes estructuras de eje y definía el movimiento y la dirección de tal manera que al llegar a la membrana celular, resultaba en un movimiento mecánico de plegamiento / despliegue que conducía a la nanomáquina a penetrar directamente en la célula, destruyendo los orgánulos e induciendo la apoptosis. Este nuevo método mata directamente las células cancerosas a través de movimientos mecánicos sin medicamentos contra el cáncer, en contraste con los nanoportadores de tipo cápsula que administran medicamentos terapéuticos.
Posteriormente, se enroscó una molécula de cierre en la nanomáquina para controlar el movimiento mecánico para matar selectivamente las células cancerosas. La molécula de cierre roscado fue diseñada para ser liberada solo en un ambiente de pH bajo. Por lo tanto, en células normales con un pH relativamente alto (aproximadamente 7,4), los movimientos de las nanomáquinas estaban restringidos y no podían penetrar en la célula. Sin embargo, en el ambiente de pH bajo alrededor de las células cancerosas (aproximadamente 6.8), las moléculas de cierre se desataron, induciendo el movimiento mecánico y la penetración celular.
El Dr. Jeong dijo: «La nanomáquina desarrollada se inspiró en proteínas que realizan funciones biológicas al cambiar su forma en función de su entorno. Proponemos un nuevo método de penetración directa de las células cancerosas para matarlas a través de los movimientos mecánicos de las moléculas unidas a las nanomáquinas sin fármacos. Esta podría ser una nueva alternativa para superar los efectos secundarios de la quimioterapia existente».
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