Ricercatori del RIKEN Center for Advanced Photonics e collaboratori hanno scoperto che la radiazione terahertz, contraddicendo la credenza convenzionale, può distruggere le proteine ​​nelle cellule viventi senza ucciderle.

Questa scoperta implica che la radiazione terahertz, che è stato a lungo considerato poco pratico da usare, possono avere applicazioni nella manipolazione delle funzioni cellulari per il trattamento del cancro, Per esempio, ma anche che potrebbero esserci problemi di sicurezza da considerare. La radiazione terahertz è una porzione dello spettro elettromagnetico tra le microonde e la luce infrarossa, che è spesso noto come "terahertz gap" a causa dell'attuale mancanza di tecnologia per manipolarlo in modo efficiente. Poiché le radiazioni terahertz vengono bloccate dai liquidi e non sono ionizzanti, il che significa che non danneggia il DNA come fanno i raggi X, sono in corso lavori per utilizzarle in aree come le ispezioni dei bagagli negli aeroporti. È stato generalmente considerato sicuro per l'uso nei tessuti. Però, alcuni studi recenti hanno scoperto che potrebbe avere un effetto diretto sul DNA, sebbene abbia poca capacità di penetrare effettivamente nei tessuti, il che significa che questo effetto sarebbe solo sulle cellule della pelle superficiali.

Un problema rimasto inesplorato, però, è se la radiazione terahertz può influenzare i tessuti biologici anche dopo essere stata interrotta, attraverso la propagazione di onde energetiche nel tessuto. Il gruppo di ricerca di RAP ha recentemente scoperto che l'energia della luce potrebbe entrare nell'acqua come un'onda d'urto. Considerando questo, il gruppo ha deciso di indagare se la luce terahertz potesse avere un effetto simile anche sui tessuti.

Hanno scelto di indagare utilizzando una proteina chiamata actina, che è un elemento chiave che fornisce struttura alle cellule viventi. Può esistere in due conformazioni note come (G)-actina e (F)-actina, che hanno strutture e funzioni diverse. La (F)-actina è un lungo filamento costituito da catene polimeriche di proteine. Utilizzando la microscopia a fluorescenza, hanno esaminato l'effetto della radiazione terahertz sulla crescita delle catene in una soluzione acquosa di actina, e ha scoperto che ha portato a una diminuzione dei filamenti. In altre parole, la luce terahertz stava in qualche modo impedendo alla (G)-actina di formare catene e diventare (F)-actina. Hanno considerato la possibilità che fosse causato da un aumento della temperatura, ma ha scoperto che il piccolo aumento, di circa 1,4 gradi Celsius, non era sufficiente a spiegare il cambiamento. I ricercatori hanno concluso che è stato molto probabilmente causato da un'onda d'urto. Per verificare ulteriormente l'ipotesi, hanno eseguito esperimenti in cellule viventi, e ha scoperto che nelle cellule, come nella soluzione, la formazione di filamenti di actina è stata interrotta. Però, non c'era alcun segno che le radiazioni provocassero la morte delle cellule.

Shota Yamazaki, il primo autore dello studio pubblicato in Rapporti scientifici , dice, "È stato piuttosto interessante per noi vedere che le radiazioni terahertz possono avere un effetto sulle proteine ​​​​all'interno delle cellule senza uccidere le cellule stesse. Saremo interessati a cercare potenziali applicazioni nel cancro e in altre malattie".

Chiko Otani, il capo dei gruppi di ricerca, dice, "Oggi le radiazioni terahertz stanno entrando in una varietà di applicazioni, ed è importante arrivare a una piena comprensione del suo effetto sui tessuti biologici, sia per valutare eventuali rischi sia per cercare potenziali applicazioni."