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Thérapie Génique Anticipée de Nanoparticle de Forme d'Aides Neuves de Technique de Contrôle

Published on October 12, 2012 at 9:16 AM

Les Chercheurs de Johns Hopkins et d'Universités Northwestern ont découvert comment régler la forme des nanoparticles qui déménagent l'ADN par le fuselage et ont prouvé que les formes de ces porteurs peuvent effectuer une différence importante dedans à quel point elles fonctionnent en traitant le cancer et d'autres maladies.

Cette illustration dépeint des Molécules d'ADN (vert clair), emballées dans des nanoparticles à l'aide d'un polymère avec deux segments différents. Un segment (sarcelle d'hiver) transporte une charge positive qui des grippages il à l'ADN, et l'autre (marron) forme un revêtement de protection sur la surface de particules. En réglant le dissolvant entourant ces molécules, le Johns Hopkins et les chercheurs Du Nord-ouest pouvaient régler la forme des nanoparticles. Les essais sur les animaux de l'équipe ont prouvé que la forme d'un nanoparticle pourrait excessivement affecter comment effectivement elle fournit la thérapie génique aux cellules. Les images de bande dessinée dans le premier plan, obtenu bien que modélisation numérique, appariée attentivement avec les images de fond grises, qui ont été rassemblées par la microscopie électronique de boîte de vitesses. (Crédits : Wei Qu, Université Northwestern, bandes dessinées de simulation ; Xuan Jiang, Université John Hopkins, images microscopiques)

Cette étude, être publié dans l'édition en ligne du 12 octobre des Matériaux Avancés de tourillon, est également remarquable parce que cette technique de thérapie génique n'emploie pas un virus pour transporter l'ADN dans des cellules. Quelques efforts de thérapie génique qui se fondent sur des virus ont posé des risques pour la santé.

« Ces nanoparticles pourraient devenir des plus sûrs et un véhicule d'accouchement plus pertinent pour la thérapie génique, visant les maladies génétiques, le cancer et d'autres maladies qui peuvent être traités avec le médicament de gène, » a dit Hai-Quan Mao, un professeur agrégé de scientifique et technique de matériaux à l'École des Merlans de Johns Hopkins du Bureau D'études.

Mao, auteur Co-correspondant de l'article de Matériaux Avancés, avait développé les nanoparticles nonviral pour la thérapie génique pendant une décennie. Son élan concerne comprimer les extraits sains de l'ADN dans les revêtements en polymère protecteurs. Les particules sont conçues pour livrer leur charge génétique seulement après qu'elles ont déménagé par la circulation sanguine et ont présenté les cellules cibles. Dans les cellules, le polymère dégrade et relâche l'ADN. Utilisant cet ADN comme descripteur, les cellules peuvent produire les protéines fonctionnelles qui combattent la maladie.

Une avancée majeure dans ce travail est que Mao et ses collègues ont enregistré qu'ils pouvaient « ajuster » ces particules dans trois formes, ressemblant aux tiges, aux vers de terre et aux sphères, qui imitent les tailles et formes des particules virales. « Nous pourrions observer ces formes dans le laboratoire, mais nous n'avons pas entièrement compris pourquoi ils ont assumé ces formes et comment régler le procédé bien, » Mao avons dit. Ces questions étaient importantes parce que le système de distribution d'ADN qu'il envisage peut exiger le détail, formes uniformes.

Pour résoudre ce problème, Mao a recherché l'aide il y a à environ trois ans des collègues à Du Nord-ouest. Tandis Que Mao travaille dans un laboratoire mouillé traditionnel, les chercheurs Du Nord-ouest sont des experts en matière d'entreprendre les expériences assimilées avec les types d'ordinateur puissants.

Erik Luijten, professeur agrégé de scientifique et technique de matériaux et des mathématiques appliquées à l'École Du Nord-ouest de McCormick de l'auteur de Bureau D'études et de Science Appliquée et de Co-correspondance du papier, a abouti l'analyse de calcul des découvertes pour déterminer pourquoi les nanoparticles ont façonné en différentes formes.

« Nos simulations sur ordinateur et modèle théorique ont fourni une compréhension mécaniste, recensant ce qui est responsable de cette modification de forme, » Luijten ont dit. « Nous maintenant pouvons prévoir avec précision comment choisir les composants de nanoparticle si on veut obtenir une certaine forme. »

L'utilisation des types d'ordinateur a permis à l'équipe de Luijten d'imiter des expériences traditionnelles de laboratoire à un rythme bien plus rapide. Ces simulations dynamiques moléculaires ont été exécutées sur la Recherche, système Du Nord-ouest de calcul haute performance. Les calculs étaient si complexes que certains d'entre elles exigées 96 compilateurs d'ordinateur fonctionnant simultanément pour un mois.

En leur papier, les chercheurs ont également voulu afficher l'importance des formes de particules en fournissant la thérapie génique. Les Membres de l'équipe ont conduit les essais sur les animaux, tous utilisant les mêmes matériaux de particules et le même ADN. La seule différence était sous forme de particules : tiges, vers de terre et sphères.

« Les particules ver de terre ver de terre ont eu comme conséquence 1.600 fois plus d'expression du gène dans les cellules de foie que les autres formes, » Mao a dit. « Ceci signifie que cela la production des nanoparticles dans cette forme particulière pourrait être plus le moyen efficace de fournir la thérapie génique à ces cellules. »

Les formes de particules utilisées dans cette recherche sont constituées en empaquetant l'ADN avec des polymères et en les exposant aux dilutions variées d'un solvant organique. L'aversion de l'ADN au solvant, avec l'aide du polymère conçu de l'équipe, fait contracter les nanoparticles dans une certaine forme avec un « écran » autour du matériel génétique pour le protéger contre être effacé par des cellules immunitaires.

Source : http://www.northwestern.edu

Last Update: 12. October 2012 10:43

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