Cilj je, ili bolje reći ideal, svakoga tko traži novi lijek napraviti „čarobno tane“ ili, da nađemo metaforu primjereniju našem dobu, samonavođeni projektil (uostalom, kao što reče Arthur Clarke, „dovoljno razvijena tehnologija ne može se razlikovati od čarolije“). Što to znači? To znači, sasvim jednostavno, da lijek, ili – točnije – ljekovita tvar dođe na mjesto na koje treba doći. To već vidimo po lijekovima na kutiji kojih piše da su za vanjsku ili unutrašnju upotrebu, no treba znati malo više kemije da bi se uočilo kako su ljekovite tvari za masna tkiva kemijski spojevi koji se otapaju u masti, a za vodena tkiva spojevi koji su topljivi u vodi. No napraviti ljekovitu tvar koja bi dospijevala samo do stanica raka – e, to je već malo teže.

No rješenje se, kao uvijek, krije u krilu prirode. Od postanka života, a bilo je to prije 3,8 milijarda godina, jednostanični organizmi traže hranu i bježe od opasnosti zahvaljujući vrlo osebujnom njuhu. Riječ je naime o kemotaksiji, pojavi da se stanica kreće od onoga što joj škodi (negativna kemotaksija) ili prema onome što joj koristi (pozitivna kemotaksija). Bakterije koje kisele mlijeko kreću se prema mjestima gdje ima više mliječnoga šećera (laktoze). Bez kemotaksije „ne bi svita bilo“, a ponajmanje ljubavi: spermij pronalazi jajašce zahvaljujući kiselini. Sperma je lužnata, vagina je kisela, pa spermij ide prema kiselijem: ide, ide, ide – sve dok ne stigne do jajašca.

Upravo su tu prirodnu pojavu, kemotaksiju, iskoristili znanstvenici u Sjedinjenim Državama da naprave nov nosač ljekovite tvari. Naslov njihova rada, što je krajem prošle godine izišao u časopisu Nature Nanotechnology, kratak je i pomalo zagonetan: „Positive and negative chemotaxis of enzyme-coated liposome motors (Pozitivna i negativna kemotaksija enzimima obloženih liposomskih motora)“. Ukratko, napravili su čestice, liposome, no takve  da su, poput bakterija, kemotaktični (liposomske protostanice).

Nije to ništa novo. Na tome se već dugo radi. Liposomi su čestice koje u krvi prenose u vodi netopljive tvari do stanica. Ima ih i umjetnih, takvih koji prenose ljekovite tvari. Zna se i za  kemotaktične čestice – novo  je da se gibanje čestica može regulirati, da se mogu gibati od ili prema izvoru nečega – ali čega?

Liposomi o kojima je riječ napravljeni su od fosfolipida – spojeva koje nalazimo u staničnim membranama. Oni pokazuju negativnu kemotaksiju. No ako se na njihovu površinu vežu molekule enzima katalaze, mijenja se smjer gibanja čestica: one se gibaju prema većoj koncentraciji supstrata, u ovom slučaju vodikova peroksida. (Katalaza je enzim koji razgrađuje vodikov peroksid, H₂O₂, na kisik i vodu. Upravo se zbog katalaze vodikov peroksid pjeni u ustima.) Drugi pak enzim, ureaza, čini obratno: njome presvučene čestice bježe od supstrata, u ovom slučaju od ureje, karbamida ili mokraćevine, kako se sve ne zove kemijski spoj jednostavne formule (NH₂)₂CO. (Ovom pak enzimu možemo zahvaliti reski smrad iz nužnika. Ureaza naime katalizira raspadanje mokraćevine na amonijak i ugljikov dioksid.) O enzimu dakle ovisi kuda će i kamo  liposom ići.

No mogu se, kao kruna svemu, napraviti i liposomske protostanice promjenjive brzine. To su čestice u čiji sastav ulazi ATP-aza, enzim koji katalizira cijepanje adenozin-trifosfata (ATP) na adenozin-difosfat (ADP) i fosfofatne ione, fosfat (P_i). To je vrlo važan kemijski spoj jer se njime prenosi praktički sva energija u stanici. Energija se naime skladišti sintezom ATP, a troši njegovim cijepanjem. Liposomi s vezanim molekulama transmembranske ATP-aze (ima mnogo enzima s tom funkcijom!) gibaju se, kao i čestice s vezanom katalazom, prema većoj koncentraciji supstrata (ATP), no – za razliku od liposoma s katalazom – brzina im pokazuje maksimum pri koncentraciji ATP od 0,5 mmol/L (mM). U otopini u kojoj nema ATP, nego samo produkata njegove hidrolize (ADP i P_i), liposomska protostanica će se gibati u suprotnom smjeru, prema nižim koncentracijama.

Što na kraju reći? Zašto se liposomi kreću baš onako kako se kreću nije do kraja jasno. Ne zna se ni za što bi se istraživane protostanice (s katalazom, ureazom ili ATP-azom) mogle točno upotrijebiti.  No,  budućnost je pred nama: zahvaljujući enzimskom motoru liposomi bi se, ovaj put s nečim ljekovitim, mogli usmjeriti prema tkivu, primjerice tumorskom, u kojem se nakupljaju za bolest specifični metaboliti. Čarobno tane? Ne, nego samonavođeni projektil.

Nenad Raos, rođen 1951. u Zagrebu, je kemičar, doktor prirodnih znanosti i znanstveni savjetnik, sada u mirovini. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti pišući za časopise Prirodu (kojoj je sedam godina bio i glavni urednik), Čovjek i svemir, ABC tehnike, Smib, Modru lastu, a u posljednje vrijeme i za mrežne stranice Zg-magazin te, naravno, BUG online. Autor je više stručnih  i 13 znanstveno-popularnih knjiga, a upravo mu je izišla još jedna: „Mala škola pisanja (za znanstvenike i popularizatore)“. Urednik je rubrike „Kemija u nastavi“ u časopisu Kemija u industriji, za koji piše i redovite komentare. Nagrađen je Državnom godišnjom nagradom za promidžbu i popularizaciju znanosti 2003. godine.