Lijek protiv raka tehnologijom koju koristi prastari fotografski film

Nanočestice srebra su ljekovite (jer uništavaju mikrobe i stanice raka), no kako ih dovesti do bolesnog tkiva? Odgovor je: želatinom – i tako nastaje nešto vrlo slično analognoj fotografiji.

Nenad Raos subota, 7. svibnja 2022. u 06:00

Uči li se još uvijek u školi – u doba sveopćeg digitalnog fotografiranja i digitalne fotografije – kako nastaje ona stara, analogna fotografija? Ne volim taj izraz, „analogna fotografija“, jer ne pogađa u bit stvari. Istina, sa strane informatologije riječ je o dva načina zapisivanja slikovnih (i drugih) podataka, no sa strane fizike... Sa strane fizike, riječ je o dva sasvim različita procesa. Dok iza digitalne fotografije stoje poluvodički elementi, čipovi, bistabili, jednom riječju elektronika, iza druge fotografije, analogne, stoje otopine, gelovi, talozi, jednom riječju kemija (i fotokemija).

Ukratko: reakcijom želatine, koloidne otopine polipeptida nastalih hidrolizom kolagena (čitaj: kuhanjem kostiju i kože), kojoj je primiješan srebrov nitrat (AgNO3) s istom takvom otopinom kojoj je dodan kalijev bromid (KBr), nastaje fotografska emulzija – skrutnuta želatina u kojoj se nalaze sitne čestice srebrovog bromida, AgBr. Kada se fotografska emulzija (film) osvijetli, a potom razvije i fiksira, u emulziji nastaju veće i manje čestice srebra – koje tvore analognu sliku.

No onda se sve mijenja, a zapravo se ništa ne mijenja – osim riječi, osim imena. To govorim zato što mi je nedavno došao pod ruku znanstveni rad kineskih, indijskih, egipatskih i arapskih (iz Saudijske Arabije) znanstvenika, objavljen u časopisu Arabian Journal of Chemistry, podugačkog naslova „Preparation of gelatin/Ag NPs under ultrasound conditions: A potent and green bio-nanocomposite for the treatment of pleomorphic hepatocellular carcinoma, morris hepatoma, and novikoff hepatoma“. Drugim riječima, čestice želatine u kojima se nalaze nanočestice srebra (Ag NP@gelatin) mogle bi poslužiti za liječenje raka, i to ne bilo kojeg. Riječ je prije svega o raku jetre (hapatocelluar carcinoma), i to najčešćem njegovom obliku koji nastaje kao posljedica zaraze virusima hepatitis B i hepatitis C, no i od neurednog života, uslijed pretjerane konzumacije alkohola i masti (masna jetra).

Priređivanje „ekološki prihvatljivog bio-nanokompozitnog materijala“ (green bio-nanocomposite) je jednostavno, jednostavnije od priređivanja fotografskog filma. On se naime dobiva miješanjem otopine srebrovog nitrata s koloidnom otoplinom želatine, no da bi se srebrovi ioni (Ag+) reducirali u (nano)četice srebra (Ag) otopinu treba zalužiti, a potom zagrijati. Oba su postupka, i miješanje i grijanje, popraćena sonifikacijom, tj. raspršenjem tvari djelovanjem ultrazvuka (under ultrasound conditions). Rezultat: na kraju postupka nastaju oko tisućinu mlimetara (1 µm) velike mrvice želatine u kojima se nalaze 5 – 10 nm velike čestice srebra.

Kada su čestice želatine u kojima se nalaze nanočestice srebra (Ag NP@gelatin) stavljene na kulturu stanica hepatocelularnog karcinoma, broj se aktivnih stanica počeo smanjivati, da bi pri koncentraciji od 1 mg/mL čestice srebra uništile praktički sve stanice raka. Ili, na drugi način rečeno, IC50 (doza pri kojoj lijek djeluje 50 %) za hepatocelularni karcinom iznosi 192 µg/mL. Sličan je rezultat dobiven i za druge oblike raka jetre, spomenute u naslovu.

Djelovanje nanočestica srebra na stanice raka (lijevo) i normalne stanice (desno). Koncentracije su izražene u mikrogramima po mililitru.
Djelovanje nanočestica srebra na stanice raka (lijevo) i normalne stanice (desno). Koncentracije su izražene u mikrogramima po mililitru.

Nanočestice srebra djeluju ponajviše kao generatori slobodnih radikala, reaktivnih kisikovih vrsta (ROS), koje potom uništavaju stanicu. Te su reaktivne molekulske vrste neselektivne, one napadaju i zdrave i bolesne stanice. Pa ipak je u nečemu razlika. Nanočestice srebra ne mogu, zbog svoje veličine, prodrijeti kroz stijenke krvnih sudova zdravog tkiva, no ipak mogu prodrijeti kroz stijenke krvnih sudova tumorskog tkiva, jer su one poroznije. Zbog toga su Ag NP manje štetne za zdrave stanice. Pri koncentraciji od 1 mg/mL, pri kojoj – kao što rekoh – nije ostala praktički nijedna živa stanica raka jetre, u kulturi normalnih, zdravih stanica još ih je uvijek ostalo 80 % živih.  

Kada se govori o djelovanju lijeka, često se daje prispodoba magičnog taneta, taneta koje pogađa samo metu. No tako što se u zbilji ne događa, jer svaki lijek ima nuspojave, „magično tane“ tu i tamo promaši. Tako je i s budućom medicinskom primjenom nanočetica srebra: trebat će pronaći dozu pri kojoj će djelotvorno uništavati stanice raka, a opet neće mnogo štetiti onim zdravima.

Nenad Raos je kemičar, doktor prirodnih znanosti i znanstveni savjetnik u trajnom zvanju, sada u mirovini. Autor je i koautor više od stotinu znanstvenih i stručnih radova iz područja bioanorganske i teorijske kemije, molekularnog modeliranja te povijesti kemije i komunikacijskih vještina u znanosti. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Sada piše za Čovjek i svemir te, naravno, Bug online.  Koautor je dva sveučilišna udžbenika i autor 13 znanstveno-popularnih knjiga. Posljednje dvije knjige su "The Cookbook of Life - New Theories on the Origin of LIfe" i "Mala škola pisanja (za znanstvenike i popularizatore". Nagrađen je Državnom godišnjom nagradom za promidžbu i popularizaciju znanosti 2003. godine.