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Terapia Genica Di Avanzamento di Nuove di Nanoparticella di Forma di Controllo Guide di Metodo

Published on October 12, 2012 at 9:16 AM

I Ricercatori da Johns Hopkins e dalle Università Northwestern hanno scoperto come gestire la forma delle nanoparticelle che muovono il DNA attraverso l'organismo ed hanno indicato che le forme di questi portafili possono fare una grande differenza dentro come funzionano nel trattamento il cancro e delle altre malattie.

Questa illustrazione descrive le molecole del DNA (verde chiaro), imballate nelle nanoparticelle usando un polimero con due segmenti differenti. Un segmento (alzavola) porta una carica positiva che legature al DNA e l'altra (marrone) forma un rivestimento protettivo sulla superficie della particella. Regolando il solvente circondando queste molecole, il Johns Hopkins ed i ricercatori Nordoccidentali potevano gestire la forma delle nanoparticelle. Le prove sugli animali del gruppo hanno indicato che la forma di una nanoparticella potrebbe pregiudicare drammaticamente quanto efficacemente consegna la terapia genica alle celle. Le immagini del fumetto nel primo piano, ottenuto sebbene modellistica di calcolo, abbinata molto attentamente con le immagini di sfondo grige, che sono state raccolte con microscopia elettronica di trasmissione. (Crediti: Wei Qu, Northwestern University, fumetti di simulazione; Xuan Jiang, Johns Hopkins University, immagini microscopiche)

Questo studio, essere pubblicato nell'edizione online del 12 ottobre dei Materiali Avanzati del giornale, è egualmente considerevole perché questa tecnica di terapia genica non usa un virus per portare il DNA nelle celle. Alcuni sforzi di terapia genica che contano sui virus hanno comportato i rischi sanitari.

“Queste nanoparticelle potrebbero trasformarsi in in un più sicuro e vettore più efficace per terapia genica, mirante alle malattie genetiche, al cancro e ad altre malattie che possono essere trattati con la medicina del gene,„ ha detto Hai-Quan Mao, un professore associato di scienza e di assistenza tecnica dei materiali a Scuola del Merlano di Johns Hopkins di Assistenza Tecnica.

Mao, autore co-corrispondente dell'articolo dei Materiali Avanzati, sta sviluppando le nanoparticelle nonviral per terapia genica per una decade. Il Suo approccio comprende comprimere i frammenti sani di DNA all'interno dei rivestimenti in polimeri protettivi. Le particelle sono destinate per consegnare il loro carico utile genetico solo dopo che si sono mosse attraverso la circolazione sanguigna ed hanno entrato nelle cellule bersaglio. All'interno delle celle, il polimero degrada e rilascia il DNA. Facendo Uso di questo DNA come modello, le celle possono produrre le proteine funzionali che combattono la malattia.

Un avanzamento importante in questo lavoro è che Mao ed i suoi colleghi hanno riferito che potevano “sintonizzare„ queste particelle in tre forme, somiglianti ai coni retinici, ai vermi ed alle sfere, che imitano le forme e le dimensioni delle particelle virali. “Potremmo osservare queste forme in laboratorio, ma completamente non abbiamo capito perché hanno ammesso queste forme e come gestire bene il trattamento,„ Mao abbiamo detto. Queste domande erano importanti perché il delivery system che del DNA prevede può richiedere le forme specifiche e costanti.

Per risolvere questo problema, Mao ha cercato la guida circa tre anni fa dai colleghi a Nordoccidentale. Mentre Mao lavora in un laboratorio bagnato tradizionale, i ricercatori Nordoccidentali sono esperti nell'eseguire i simili esperimenti con i modelli elaborati dal calcolatore potenti.

Erik Luijten, professore associato di scienza dei materiali e di assistenza tecnica e di matematica applicata al Banco Nordoccidentale di McCormick dell'autore di Assistenza Tecnica e di Scienza Applicata e di co-corrispondenza del documento, piombo l'analisi di calcolo dei risultati per determinare perché le nanoparticelle si sono formate nelle forme differenti.

“Le Nostri simulazioni su elaboratore e modello teorico hanno fornito una comprensione meccanicistica, identificante che cosa è responsabile di questo cambiamento di forma,„ Luijten hanno detto. “Ora possiamo predire precisamente come scegliere le componenti di nanoparticella se una vuole ottenere certa forma.„

L'uso dei modelli elaborati dal calcolatore ha permesso che il gruppo di Luijten imitasse gli esperimenti tradizionali del laboratorio ad un passo ben più veloce. Queste simulazioni dinamiche molecolari sono state realizzate sulla Ricerca, sistema Nordoccidentale di computer a alto rendimento. I calcoli erano così complessi che alcune di loro richieste 96 esboscatori universali del computer che lavorano simultaneamente per un mese.

In loro documento, i ricercatori egualmente hanno voluto mostrare l'importanza delle forme della particella nella consegna della terapia genica. I membri di Gruppo hanno condotto le prove sugli animali, tutte facendo uso degli stessi materiali della particella e lo stesso DNA. La sola differenza era sotto forma delle particelle: coni retinici, vermi e sfere.

“Le particelle a forma di verme hanno provocato 1.600 volte più espressione genica nelle celle di fegato che le altre forme,„ Mao ha detto. “Questo significa che quello produrre le nanoparticelle in questa forma particolare potrebbe essere più il modo efficace di consegnare la terapia genica a queste celle.„

Le forme della particella utilizzate in questa ricerca sono costituite dall'imballaggio del DNA con i polimeri e dall'esposizione loro alle diluizioni varie di un solvente organico. L'avversione del DNA al solvente, con l'aiuto del polimero progettato del gruppo, induce le nanoparticelle a contrarrsi in certa forma con “un carter„ intorno al materiale genetico per proteggerlo dall'essere annullato dalle celle immuni.

Sorgente: http://www.northwestern.edu

Last Update: 12. October 2012 10:43

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