Ne vieną šimtmetį buvo kaldinami auksiniai pinigai, atsiradus banknotams jie buvo padengti aukso atsargomis bankuose. Viduramžiais visą tūkstantmetį alchemikai bandė rasti būdus, kaip kitas medžiagas ar metalus paversti auksu. Auksas ir šiandien daug kam yra sėkmės ir turto matas.

Kalbėdamiesi su prof. R. Rotomskiu pasigilinsime į visiškai priešingas aukso savybes. Apie savybes, kurios jau bemaž šimtą metų stebina mokslininkus ir pažeria vis naujų aukso panaudojimo galimybių ir pritaikymų, atrodytų, pačiose netikėčiausiose sferose. Pabandysime suprasti, koks yra ryšys tarp aukso ir vėžio.

Auksas, geltonas, lengvai apdirbamas, laidus elektrai ir atsparus aplinkos poveikiui metalas, plačiai naudojamas gaminti įvairius papuošalus, kitokius prabangą pabrėžiančius daiktus, pasirodo, gali turėti ir kitą veidą.

Pasislėpęs bažnyčių vitražuose jis į bažnyčios vidų leidžia įsiskverbti tik raudonai šviesai. Verdant vitražinį stiklą ir į jį dedant įvairių priedų, metalų druskų bei kitų medžiagų, kuriose yra metalų atomų, taip pat ir aukso, viduramžių stiklo gamintojai sukūrė įvairių spalvų stiklą, kuris vitražų pavidalu bažnyčiose atkeliavo iki mūsų dienų.

Spalvoto stiklo gamybos paslaptis buvo perduodama iš kartos į kartą, tačiau taip ir liko mįsle, kodėl įdėjus vienų ar kitų priedų stiklas nusidažo įvairiausiomis spalvomis.

Ketvirtame mūsų eros šimtmetyje sukurta romėnų taurė, žinoma kaip Likurgo taurė, dabar esanti Britų muziejuje, ir šiandien visus stebina spalvų žaismu ir grožiu.

Atspindėtoje saulės šviesoje taurė įgauna sodrų žalią atspalvį, bet kai saulės šviesa patenka į taurės vidų, ji suspindi raudonai. Unikalių Likurgo taurės savybių ir vitražinio stiklo spalvų susidarymas dėl stiklo sudėtyje esančių metalų šimtmečiais liko paslaptimi.

Tik XIX a. viduryje paslapties šydas po truputi pradėjo sklaidytis, kai 1857 m. Maiklas Faradėjus pagamino aukso koloidinį tirpalą, redukuodamas aukso druską baltuoju fosforu.

Koloidinis aukso tirpalas (tai itin mažų aukso dalelių, plūduriuojančių vandenyje, tirpalas) buvo ne geltonos, nors auksas yra geltonas, o ryškiai raudonos spalvos. Tai suintrigavo Faradėjų ir kitus mokslininkus pradėti eksperimentinius ir teorinius tyrimus naudojant įvairių metalų koloidinius tirpalus.

Net pusės amžiaus prireikė, kol 1908 m. aukso koloidinių dalelių optinės savybės buvo sėkmingai paaiškintos dabar jau klasikiniu tapusiame Gustavo Mi (Gustav Mie) darbe, kuriame jis išsprendė Maksvelo (Maxwell) lygtis, aprašančias šviesos sąveiką su viena aukso koloidine dalele.

Bet pati aukso dalelių (kaip ir kitų metalų) optinių savybių, unikalaus spalvų žaismo Likurgo taurėje prigimtis vis dėlto liko nesuprasta, kol nebuvo atrastas ir suprastas paviršinių plazmonų rezonanso reiškinys ir sukurta metalų elektronų juostinė teorija 1960-aisiais.

Mums įprasta, kad bet kokios medžiagos fizinės savybės paprastai nepriklauso nuo dydžio. Jeigu mes turėtume vieną toną sveriantį aukso luitą, tai jis būtų geltonos spalvos, per jį, kaip per metalą, gerai tekėtų elektros srovė, kambario temperatūroje jis būtų kietas, kalus ir t.t.

Net jeigu mes iš to aukso luito atgnybtume vieno gramo gabaliuką, tai jo savybės išliktų tos pačios. Tačiau situacija kardinaliai keičiasi, kai aukso dalelė sumažinama iki nanometrų dydžio.

Pasirodo, kad nanometrų dydžio (o tai milijardinė metro dalis) aukso nanodalelių spalva priklauso nuo jų dydžio.

„Negana to, ypač mažos – iki 2 nanometrų dydžio – aukso dalelės, apšviestos mėlyna šviesa, pradeda pačios švytėti įvairiomis spalvomis priklausomai nuo jų dydžio, – sako Biomedicinos fizikos laboratorijos vedėjas prof. Ričardas Rotomskis. – Tad tik dabar, praėjus šimtams ir net tūkstančiams metų, mes galime paaiškinti, kodėl Likurgo taurės spalva priklauso nuo to, ar ji apšviečiama iš vidaus, ar iš šono, kodėl bažnyčiose prieš šimtus metų gaminti vitražų stiklai yra spalvoti, nors juose nėra jokių dažiklių.“

Tačiau koks gali būti ryšys tarp vėžio ir unikalių aukso nanodalelių savybių?

Jau daugiau nei prieš 5000 metų egiptiečiai naudojo auksą kaip gydymo priemonę – psichikai, kūnui ir dvasiai valyti. Aleksandrijos alchemikai net pagamino eliksyrą iš skysto aukso. Jie tikėjo, kad auksas – mistinis metalas, jis atstovauja materijos tobulumui. Taigi ir jo buvimas žmogaus organizme turėtų pajauninti jį ir išgydyti daugybę ligų.

Šiandien jau nelabai kas tiki tokiomis mistinėmis aukso savybėmis, dingo aukso paslaptingumo skraistė ir daugelis jo mistinių savybių, kaip kad galimybė valyti psichiką ir sielą ar pajauninti organizmą, pasiliko tik svajonių ir fantazijos pasauliuose.

Tačiau aukso nanodalelės – jos turi realų pagrindą būti siejamos su medicina ir konkrečiai su vėžio gydymu.

„Aukso nanodalelės dėl to, kad yra ypač mažos, pasižymi visai kitomis nei mums įprasto aukso optinėmis savybėmis, – sako prof. Ričardas Rotomskis. – Aukso nanodalelės, paveikus jas lazerine spinduliuote, gali įkaisti ir perduoti šilumą aplinkiniams audiniams. Jeigu tai būtų navikinis audinys, kuriame susikauptų aukso nanodalelių, tai jų sukurtas terminis poveikis sunaikintų navikinį darinį.“

Aukso nanodalelės ir nanoklasteriai gali būti naudingi vėžio diagnostikos ir terapijos srityje. Aukso nanodalelės gali būti nukreipiamos ir selektyviai susikaupti navikiniame darinyje.

Dėl savo unikalių optinių savybių aukso nanodaleles navikiniame audinyje galima būtų matyti optiniais metodais, o drauge iš specifinio navikinio audinio švytėjimo, selektyviai jame susikaupus aukso nanodalelėms, tiksliai nustatyti ribą tarp sveiko audinio ir navikinio darinio.

Prof. Ričardo Rotomskio vadovaujamoje laboratorijoje jau nebe pirmi metai vykdomi aukso nanodalelių tyrimai, kurių pagrindinis tikslas - kuo anksčiau diagnozuoti vėžį ir surasti naujus efektyvius kovos su vėžiu metodus.

Nacionalinio vėžio instituto Biomedicininės fizikos laboratorijoje ir buvo susintetinti labai maži aukso ir aukso/baltymo nanoklasteriai ir ištirtos jų optinės bei erdvinės charakteristikos, parodyta, kad šios nanodalelės kaupiasi navikinėse ląstelėse.

Susintetintų aukso nanodarinių naujos ir labai specifinės savybės susilaukė ypatingo dėmesio ir tikimasi ateityje praplės aukso panaudojimo biomedicinoje sferą.

„Aukso nanodalelės turi neįtikėtinų savybių, taikytinų anksti diagnozuojant vėžį bei skiriant individualizuotą gydymą. Paskutinį dešimtmetį būtent jos ir yra intensyviausiai tyrinėjamos.

Daugelio vaistų, tarp jų ir priešnavikinių, mažo efektyvumo priežastis yra jų neigiamas poveikis visam organizmui. Todėl viena iš pagrindinių šių dienų mokslininkų problemų surasti būdus, kaip saugiai nugabenti vaistus į naviko vietą, kad vaistai, nepakenkdami visam organizmui, tikslingai pasiektų vėžines lasteles.

Jau prieš šimtą metų garsus to meto Vokietijos medikas Paulas Ehrlichas suformulavo „aukso kulkos“, kuri pažeidžia tik vėžinį darinį, principus. Tačiau iki šių dienų „aukso kulka“, naikinanti tik navikinius darinius, dar tebėra idėjos lygio. Tiesa, tikimasi, kad nanotechnologijos ir jų taikymas medicinoje kaip tik ir padės sukurti „aukso kulką“, – pasakoja prof. R. Rotomskis.

Jungtinių Amerikos Valstijų valstybinėje programoje „NanoCancer“ numatoma 2020 m. sukurti naujos kartos priešvėžinį vaistą pasitelkiant nanotechnologijų principus ir pasiekimus.

Aukso nanodalelės, būdamos mažesni nei keli šimtai nanometrų skersmens dariniai (palyginami su didelėmis biologinėmis molekulėmis, tokiomis kaip baltymai, įvairūs receptoriai ar antikūnai), tam puikiai tinka ir gali pasiūlyti naujas sąveikos rūšis, kartu vykstančias ląstelės paviršiuje bei viduje.

Įvairios biologiškai aktyvios molekulės, naviko vaizdinimą pagerinančios molekulės gali būti prikabinamos prie aukso nanodalelės paviršiaus ir būti naudojamos tiksliniam molekuliniam vaizdinimui atlikti bei vėžio terapijoje.

Šios multifunkcinės aukso nanodalelų platformos žada perversmą ateities kovoje su vėžiu ieškant stebuklingos „aukso kulkos“.

Lietuvoje, Nacionalinio vėžio instituto (NVI) Biomedicininės fizikos laboratorijoje jau nebe pirmi metai vykdomi aukso nanodalelių ir klasterių tyrimai, siekiant, kad jų rezultatus būtų galima panaudoti navikinių darinių diagnostikoje ir onkologinių ligų terapijoje.