Ćelije raka, kao i štetne bakterije i viruse uništavaju singletnim kiseonikom, tačnije molekulima u posebnom stanju, koji lako oštećuju proteine, nukleinske kiseline i nezasićene masnoće u lipidima. Konkretno, oni probijaju pore u bakterijskoj plazma membrani.
Svetlost u borbi protiv virusa
Singletni kiseonik stvaraju foto-senzibilatori. Najefikasniji su oni koji apsorbuju zračenje u crvenom delu spektra, naročito u rasponu od 685-690 nanometara na granici sa infracrvenom zonom. Svetlo je prodorno i lako se dobija pomoću lasera, led-dioda ili halogenih lampi, a ponekada dobro dođu i sunčevi zraci.
Foto-senzibilator apsorbuje kvantum svetlosti, prelazi u pobuđeno stanje i dobijenu energiju prenosi na molekule kiseonika, koji se iz tripleta transformišu u singletne. Ovaj metod funkcioniše u različitim sredinama, jer se gas rastvoren u tkivima organizma nalazi i u vazduhu i u vodi.
Na ovome je i osnovana jedna od najperspektivnijih metoda lečenja raka-fotodinamička terapija (FDT). Molekuli foto-senzibilatora se unose u organizam, prodiru u maligne ćelije, a zatim se tumorsko tkivo izlaže zračenju lasera. Singletni kiseonik pokreće apoptozu – samoubistvo ćelije. Foto-senzibilator u mitohondrijama uništava strukture organele a u jedru oštećuje DNK. Osim toga, uništavanje ćelijske membrane izaziva nekrozu.
Za FDT sed koristi na desetine foto-senzibilatora. Najviše obećavaju oni koji mogu biti usmereni na maligne ćelije, ali njih tek razvijaju.
Osim toga, foto-senzibilatore široko koriste službe za transfuziju krvi za dezinfekciju donorske plazme, u stomatologiji za dezinfekciju zubnih kanala, kao i za lečenje gnojnih rana, opekotina, infekcije kože i sluzokože.
Foto-senzibilator koji ubija mikrobe i viruse, bezbedan je za organizam. Stvar je u tome da je senibilitet ćelija životinja i čoveka na te supstance dvaput niži nego kod mikroorganizama. Površina bakterija je negativno naelektrisana i elektrostatički privlači kationska jedinjena, uključujući foto-senzibilatore. Virusi takođe imaju negativno naelektrisane delove.
Virus bez „bodlja“
Ruski naučnici se dugo bave foto-dinamičnom inaktivacijom patogena, posebno protiv virusa ptičjeg gripa i ključnih bolničkih sojeva bakterija otpornih na antibiotike poput pseudomans, klebsijela, acinetobakter.
Bilo je logično da se ovaj metod isproba i protiv kovida. Zajedničkim snagama osoblja odelenja za biofiziku Moskovskog državnog univerziteta, kolega iz Federalnog istraživačkog centra za fundamentalnu i translacionu medicinu Novosibirska i Federalnog naučnog kliničkog centra (FMBA) Moskve, došlo se do pravog otkrića.
Pomoću molekularnog modeliranja, naučnici su uporedili sposobnost različitih kationskih fotosenzibilizatora koji mogu da se vežu za proteinske šiljke poput SARS-KoV, MERS-KoV i SARS-KoV-2. Ustanovljeno je da je najbolja opcija – oktakis (holinil) ftalocijanin cinka.
„Već smo imali priliku da vidimo kakav je rezultat prilikom fotodinamičke dezinfekcije (dekontaminacije) i kako je ‘virus ptičjeg gripa izgubio svoje bodlje‘. Izazov je bio pronaći metu na površini virusa korona za koju se fotosenzibilizator može zakačiti. Recimo da hoćete da gađate metu lukom ali strele lete najdalje pet metara, a meta se nalazi na udaljenosti deset metara. Singlet kiseonik je takva strela. On ima ograničenu prolaznost u vodenom okruženju u kom ga vrlo brzo deaktiviraju molekuli vode i stoga je neophodno da supstanca koja stvara singletni kiseonik bude blizu mete. Otkrili smo da su na spoju zgloba i tela kovida koncentrisane aminokiseline sa negativnim nabojem i na njih se lepe naelektrisani molekuli foto-senzibilatora. Singletni kiseonik ne samo da uništava spajk protein, već ima vremena da dospe do membrane virusa i ošteti je“, objašnjava Marina Strahovska, glavni istraživač na Odseku za biofiziku na Moskovskom državnu univerzitetu Lomanosov.
Naučnici su sproveli niz eksperimenata u vodenoj sredini. U suspenziju su dodali foto-senzibilator koji se izlaže zračenju crvenih led dioda i tako postigli da virusne čestice potpuno izgube sposobnost prenošenja infekcije na žive ćelije i da se zaustavi razmnožavanje virusa.
Ovo otkriće objavljeno je u časopisu „Virusi“. Sada je, kako piše novinar RIA Novosti Aleksej Ognjev, sve u fazi laboratorijskih eksperimenata, ali je perspektiva dobra. Metoda se može primeniti u sterilisanju medicinskih instrumenata, dezinfekciji vodovodnih rezervoara ili za recikliranje vazduha, što će sve nesumnjivo pomoći u borbi protiv pandemije.