طور باحثون من جامعة كانازاوا اليابانية جزيئًا نانويًا يصدر الحرارة ويستطيع قياسها تمهيدا لتسخين الخلايا السرطانية والقضاء عليها، وفقًا لموقع "فيز دوت أورغ".
وعند إدخال الجزيء الجديد إلى الخلايا الحية، يحدث بقعة حرارية يمكن تشغيلها أو إطفاؤها للتحكم بالنشاطات الخلوية حولها.
ويتيح تسخين مناطق خلوية بمقياس النانو تطبيقات حيوية وطبية عديدة، مثل تدمير الخلايا السرطانية من خلال تسخينها، ونُشرت الدراسة في مجلة إي سي إس نانو العلمية.
وبما أن معظم العمليات الحيوية حساسة للحرارة، فإن القدرة على التلاعب بالحرارة يسمح بالتحكم بها بواسطة الآلية الداخلية ضمن الخلية، فضلًا عن إمكانية قياس الحرارة المتولدة مباشرة.
وأكد ساتوشي أراي وزملاؤه على نجاح الجزيء في إحداث بقعة تسخين حرارية في النسيج الخلوي، وتعديل عمل الخلية بواسطتها.
ويتكون الجزيء النانوي المدعو "نانو إتش تي" من مواد بوليميرية تربط بين جزيئين صبغيين، أحدهما لقياس الحرارة والآخر لإصدارها.
ويعتمد قياس الحرارة على التأثير الإشعاعي للجزيء الأول، إذ إن تعرضه لشعاع ضوئي من طول موجي واحد، يدفعه لإصدار شعاع من طول موجي مختلف.
ومع زيادة الحرارة تتناقص شدة الإشعاع، وهذه العلاقة العكسية تسمح للباحثين بقياس الحرارة.
واختبر الباحثون أداء الجزيء النانوي، واستطاعوا تحديد درجات الحرارة بواسطته بدقة أعلى من 0.8 درجة مئوية.
في حين يستطيع الجزيء الثاني إصدار الحرارة من خلال تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة حرارية، بطريقة مشابهة لعمل الخلايا الشمسية المولدة للكهرباء.
ويحتاج الجزي إلى استقبال ليزر موجه عليه من الأشعة تحت الحمراء، ما يسرع توليد الحرارة، ويمكن زيادة الحرارة المتولدة برفع طاقة الليزر.
ثم أجرى الباحثون تجربة على نوع من الخلايا البشرية، لمعرفة أثر الحرارة عليها، ولاحظوا أن التسخين بمقدار 11 درجة يسبب موت الخلية بعد ثوان عدة. ويمكن تطبيق هذه الآلية في القضاء على الخلايا السرطانية.
ودرس الباحثون أيضًا تأثير الجزيء على الخلايا العضلية، من خلال حقن الجزيء في نوع من خلايا النسيج العضلي، وتسخينه بمقدار 11 درجة تقريبًا، مما أدى لتقلص النسيج العضلي، في حين يؤدي تبرد النسيج إلى تمدده.
ويبين البحث أن التسخين الموضعي على المستوى دون الخلوي يمكنهم من التحكم بنشاط الخلية الواحدة، ويسمح ذلك بتطبيقات واسعة في الهندسة الحرارية للخلايا.
