C60-vlakna za dijagnozu tumora

Kada su britanski kemičari Harold Kroto, Richard Smalley i Robert Curl (koji su za to 1996. dobili Nobelovu nagradu) sasvim slučajno otkrili novu modifikaciju ugljika, koja se pojavljuje u vidu molekula nalik na nogometnu loptu, glas o tome došao je i do Doma lordova. „Za što ona može služiti?“, zapitao je jedan od zastupnika Gornjega doma Britanskog parlamenta na sjednici održanoj 10. kolovoza 1991. godine, nakon što je lord Renton objasnio kako je riječ o „izuzetno maloj molekuli koja je u odnosu na nogometnu loptu velika kao nogometna lopta prema Zemlji“. Na postavljeno pitanje odgovorio je lord Reay: „Moja gospodo, misli se da bi ona mogla imati više upotreba: za baterije, kao mazivo i kao poluvodič“, da bi se odmah potom ogradio od izrečenog: „No to su nagađanja. Može biti da se neće biti dobra ni za što.“ „To znači“, zapitao je treći lord, „da ne služi ni za što posebno, no da za to dobro služi?“ „My Lords, that may well be the case“, složio se s mišljenjem lord Reay.

Na tu me je zgodu podsjetio znanstveni rad objavljen u časopisu Heliyon u kojem su japanski znanstvenici objavili postupak za izradu vlakna od upravo spomenutih „nogometnih lopti“ koje ne „služe za ništa posebno“. Riječ je dakako o buckminsterfullerenu (za prijatelje buckyballu), alotropskoj modifikaciji ugljika čija molekula ima šezdeset ugljikovih atoma raspoređenih u obliku nogometne lopte. Formula joj je dakako C60 i nije uopće mala, kako rekoše lordovi, jer je 40 puta teža od molekule vode. Kako se izrađuju vlakna od tih molekula, od tog ugljikova alotropa? Jednostavno, gotovo kao školski pokus: otopite buckminsterlulleren i sumpor u benzenu, a potom otopinu izlijte na staklenu pločicu, predmetno staklo. Stavite li potom staklenu pločicu pod mikroskop ugledat ćete mnoštvo vlakana koja se šire iz istog središta. Vlakna su široka oko 0,1, a duga 10 mikromatara, dakle stotinku milimetra. Tako se dobivaju buckminterfullerenska vlakna, ili skraćeno C60-vlakna (C60-fibres).

No tu nije priči kraj. Da bi došli do onog što žele, znanstvenici su tako dobivena vlakna tretirali prvo 3-merkaptopropil-metoksisilanom (MPTMS), potom kemijskim spojem kompliciranog imena, N-sukcinimidil 4-maleimidobutirat, no jednostavne kratice (GMBS) i na kraju – ono najvažije – primarnim antitijelom, adhezijskim molekulama epitelnih stanica (epithelial cell adhesion molecules, anti-EpCAM). Nakon nekoliko nimalo složenih postupaka – jer se sve svodi na uzastopno namakanje u otopinama ove tri kemikalije – dobili su preparirano buckminsterfullerensko vlakno. Kako se to vlakno zove? Opet jedna kratica – koja sve objašnjava: anti-EpCAM/GMBS/MPTMS/C60-fibre. (Kakva je točno strukutura novoga vlakna znanstvenici još ne znaju, no kemijska logika govori da se spajaju amino skupine (antitijela, GMBS) sa suflhidrilnim, -SH, skupinama molekule MPTMS.) No trebamo se zapitati, kao što su se zapitali i lordovi na sjednici Gornjega doma Britanskog parlamenta održanoj prije tri desetljeća: „Za što ono može služiti?“


Stanice TE2 vezana za vlakna

Odgovor nije, dakako (kao onda), da „ne služi ni za što posebno“, jer je navedeno vlakno napravljeno sa sasvim određenom svrhom. Antitijelo vezano na C60-vlakno veže se naime za stanice. Japanski su znanstvenici istražili vezivanaje triju vrsta stanica, onih tumorskih: stanica raka jednjaka (TE2), stanica raka debelog crijeva (DLD-1) i limfoblastnih stanica B (IM9). Te su se stanice vezale za vlakno i još su se na njemu počele dijeliti. U tome im je pripomoglo i rečeno antitijelo koje djeluje kao faktor rasta.


Plavo: vlakna, crveno: staklena podloga

„Zar se sve to ne bi moglo napraviti jednostavnije?“, zapitat će čitatatelj. Zar se antitijelo, anti-EpCAM, ne bi moglo učvrstiti i za drugu podlogu? To je točno, no prednost je vlakna nad čvrstom podlogom u tome što ima veliku specifičnu površinu. Gram C60-vlakna ima, teoretski, površinu od 40 kvadratnih metara, no i kad su vlakna rijetko raspršena po podlozi stanicama je na raspolaganju za vezivanje mnogo veća površina nego kada se antitijelo izravno veže za staklenu podlogu. Kada se antitijelo nanese na ravnu podlogu na kvadratni milimetar veže se 20 stanica TE2, a na podlogu prekrivenim vlaknima čak 160, dakle osam puta više. Usto na vlaknima stanice brže rastu. Sve u svemu: pred nama je nova, vrlo osjetljivija dijagnostička metoda za otkrivanje raka.

To je ono što bi se zasad moglo reći. Kažem „zasad“ jer se antitijela mogu napraviti praktički prema svakoj molekuli, pod uvjetom da ima dovoljno veliku masu. Iako je analiza temeljena na specifičnom vezivanju antitijela već odavno poznata, primjena C60-vlakana otvara joj nove perspektive.

Izvor

You may also like...

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *