ทีมวิจัยจาก University of Ulm ประเทศเยอรมัน ได้ทดลองใช้แสงสีแดงที่มีความยาวคลื่น 670 นาโนเมตร เพื่อเพิ่มปริมาตรน้ำภายในเซลล์ และเมื่อหยุดให้เลเซอร์จะเกิดแรงดันน้ำจากภายนอกทำให้เซลล์สามารถดูดเอา โมเลกุลของยาที่อยู่ในของเหลวรอบเซลล์เข้าไปภายในเซลล์ได้
นับเป็นครั้งแรกที่มีการใช้วิธีการบังคับให้เซลล์มะเร็งให้ยอมรับยาโดยที่ ไม่มีการดัดแปลงตัวยา ซึ่งวิธีทั่วไปที่ใช้ในการที่จะทำให้เซลล์รับยาเข้าไปนั้น จะเป็นวิธีการแพร่ผ่าน ( passive diffusion) ผ่านโครงสร้าง ลิปิดไบเลเยอร์ ( lipid bilayer) ของเยื่อหุ้มเซลล์ หรือการแพร่ผ่านโดยผ่านทางช่องโปรตีนที่อยู่บริเวณเยื่อหุ้มเซลล์ อย่างไรก็ตามการบำบัดด้วยเคมีเหล่านี้บ่อยครั้งที่เกิดปัญหา ที่เรียกว่า Multi-drug resistance หรือการต่อต้านของเยื่อหุ้มเซลล์ ซึ่งทำให้เกิดกระบวนการตรงกันข้าม (efflux) คือทำให้เยื่อหุ้มเซลล์ผลักยาเหล่านั้นออกไปจากเซลล์ ปัจจุบันนักวิจัยได้พยายามจะแก้ปัญหานี้ พยายามหาวิธีการทางเคมี และทางชีวเคมี ที่จะสามารถทำให้เยื่อหุ้มเซลล์ยอมรับยาเข้าไปภายในมากกว่าจะเกิดขึ้นด้วย กลไกธรรมชาติของเซลล์เอง
ในทางตรงกันข้ามกับวิธีส่วนใหญ่ที่เน้นทางด้านการดัดแปลงโมเลกุลของยา ทีมวิจัยของ Sommer ได้มุ่งเน้นไปยังการดัดแปลงปริมาตรของเซลล์ โดยเมื่อทำการให้แสงเลเซอร์ที่มีความเข้มแสงปานกลาง ( 100 w/m2) ที่ความยาวคลื่น 670 นาโนเมตร ทั้งความหนาแน่น และความหนืดของน้ำในเซลล์มีค่าลดลง ส่งผลให้ปริมาตรของเซลล์เพิ่มมากขึ้น ( จากสมการ ความหนาแน่น เท่ากับ มวล/ปริมาตร ) และน้ำภายในเซลล์จะมีปฏิสัมพันธ์กับสารที่ชอบน้ำชนิดอื่น ๆ ภายในเซลล์เช่น โมเลกุลขนาดใหญ่ และออร์แกเนลในเซลล์
กลไกการรับยาเข้าสู่เซลล์
ความหนาแน่น และความหนืดของน้ำ ที่ระดับนาโนเมตรนั้นจะมีปฏิสัมพันธ์บริเวณผิวแตกต่างจาก น้ำปกติ (ขนาดใหญ่) ที่เรารู้จัก และการฉายเลเซอร์ทำให้น้ำในระดับนาโนเมตรทำให้น้ำมีความหนาแน่นลดลง ซึ่งไม่พบปรากฏการณ์นี้ในน้ำปกติ เมื่อหยุดการะกระตุ้นด้วยเลเซอร์ชั้นของน้ำที่อยู่บริเวณผิวหน้าจะจัดเรียง ตัวใหม่ และเกิดแรงผลักในทางตรงข้าม ทำน้ำที่อยู่รอบ ๆ เซลล์ (ประกอบไปด้วยโมเลกุลของยา) ถูกดูดเข้าสู่เซลล์
ทีมวิจัยจาก Ulm ได้ยืนยันการใช้วิธีการนี้โดยใช้สารสกัดจากชาเขียวเป็นยาสำหรับเซลล์มะเร็ง ปากมดลูกในมนุษย์ เนื่องจากในชาเขียวประกอบด้วยสาร epigallocatechin gallate EGCG ที่มีความเข้มข้นสูง และมีผลในการยับยั้งเซลล์มะเร็ง และทีมวิจัยจะนำวิธีการนี้ไปทดลองกับสารต้านมะเร็งชนิดอื่น ๆ อีกด้วย
แสงและประโยชน์การใช้งาน
แสงเลเซอร์ที่ปกติถูกใช้ในการรักษาและชะลอการเหี่ยวย่นของใบหน้า ถูกพบว่าสามารถช่วยทำให้เซลล์ในหลอดทดลองเพิ่มจำนวนได้ อย่างไรก็ตามแม้ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ยังไม่เข้าใจกลไกที่แน่ชัดของเหตุการ นี้แต่การศึกษาในครั้งนี้แสดงให้เห็นว่า แสงช่วยในกระบวนการนำส่งโมเลกุลของสาร (สารอาหาร หรือยา) เข้าสู่เซลล์
ทีมนักวิจัยได้ตั้งความหวังในการตรวจความเหมาะสมของเลเซอร์ และทดลองวิธีการนี้ในร่างกายสิ่งมีชีวิตในอนาคต และทีมวิจัยยังกล่าวว่าวิธีการนี้สามารถใช้ร่วมกับการรักษาทางเคมี อื่น ๆ อีกด้วย
แหล่งข้อมูลอ้างอิง
– http://optics.org
– Photomedicine and Laser Surgery 28 429
-http://www.thai-nano.com