Revista de Nanomedicina y Descubrimiento Bioterapéutico
Acceso abierto

abstracto

Posible excitar la transmisión de señales nerviosas en el cerebro para la terapia del cáncer

Arvydas Tamulis

La molécula de acetilcolina radical neutra (ACh) juega un papel importante en la transmisión de señales nerviosas periféricas y en los procesos del sistema nervioso central que están relacionados con la conciencia, pero también podrían emplearse para la terapia de tumores cerebrales y otros del sistema nervioso. El complejo molecular que contiene dos moléculas de ACh y la molécula de hipericina fotoactiva (en el centro de la figura) en acetonitrilo o en entornos de moléculas de agua se investigaron utilizando métodos funcionales de mecánica cuántica de varias densidades. Durante los esfuerzos de investigación en el Laboratorio Nacional de Los Álamos (LANL) se centró en la construcción de una computadora cuántica basada en matrices regulares construidas a partir de moléculas radicales neutras que poseen un solo espín de electrones desapareado. La idea se basó en la capacidad de manipular espines de electrones individuales en una matriz o red sólida. Se sugirió que los sistemas monocapa autoensamblados podrían usarse para crear un conjunto macroscópico de grupos de 3 espín entrelazados cuánticamente como un primer paso en el procesamiento de información cuántica. Los espines de tal grupo podrían conectarse mediante acoplamientos cuánticos dipolo-dipolo. La aplicación de un campo magnético externo no uniforme podría permitir la excitación selectiva de cada espín dentro del grupo. La secuencia adecuada de pulsos electromagnéticos resonantes llevaría a todos los grupos de espín a un estado entrelazado de 3 espín. Hemos encontrado el autoensamblaje de cuatro complejos moleculares de neurotransmisores ACh en un entorno de moléculas de agua mediante el uso de optimización de geometría con el método DFT B97d. Estos complejos se organizan en matrices regulares de moléculas de ACh que poseen espines electrónicos, es decir, bits de información cuántica. Estas matrices de espín podrían controlarse potencialmente mediante la aplicación de un campo magnético externo no uniforme y uniendo las moléculas a las matrices de ACh con los parámetros de elección adecuados del tensor g. La secuencia adecuada de pulsos electromagnéticos resonantes conduciría a todos los grupos de espín al estado entrelazado de 3 espín y procedería con bits de información cuántica a gran escala. Los cálculos utilizando métodos funcionales de densidad dependientes del tiempo PBE0 y PBEh1PBE con base setTZVP muestran que el máximo de excitación por luz debe estar en la región 660-650 nm dependiendo de varios entornos de moléculas. Que permitan excitar la transmisión de señales nerviosas en el cerebro u otros sistemas nerviosos para la terapia del cáncer.