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Posted in | Nanomedicine

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新しい Nanoparticle のシェイプ・コントロール方法ヘルプの先発の遺伝子療法

Published on October 12, 2012 at 9:16 AM

Johns Hopkins からの研究者およびノースウェスタン大学はボディを通して DNA を移動する検出し、どれだけうまく癌および他の病気のか処理ではたらくかこれらのキャリアの形が大きい違いを生じるかもしれないことを示しました nanoparticles の形を制御する方法を。

この実例は 2 つのセグメントのポリマーの使用によって nanoparticles に包まれる DNA の分子を (薄緑の) 描写します。 1 つのセグメント (小ガモ) は DNA に正電荷縛りそれ、および他を (茶色) 形作ります粒子の表面の保護層を運びます。 支払能力があるのの調節によってこれらの分子を囲んで、 Johns Hopkins および北西研究者は nanoparticles の形を制御できました。 チームの動物テストは nanoparticle の形が劇的に効果的にセルに遺伝子療法をどのように提供するか影響を与えることができることを示しました。 得られる前景の漫画の画像けれども透過型電子顕微鏡によって集められた灰色の背景イメージと密接に一致する計算の模倣。 (信用: 魏 Qu のノースウェスタン大学、シミュレーションの漫画; Xuan 江のジョーンズ・ホプキンス大学、顕微鏡の画像)

この調査は、ジャーナル先端材料の 10 月 12 日のオンライン版で出版されるために、セルに DNA を運ぶのにこの遺伝子療法の技術がウイルスを使用しないのでまた顕著です。 ウイルスに頼るある遺伝子療法の努力は健康を損う危険性を提起しました。

「これらの nanoparticles より安全になることができ、遺伝子の薬と扱うことができる遺伝病、癌をおよび他の病気を目標とする遺伝子療法のためのより有効な配達手段」は Hai-Quan 毛を Johns Hopkins の工学の白亜の学校の物質科学そして工学の助教授言いました。

毛、先端材料の記事の共同対応する著者は、ずっとディケイドの遺伝子療法のための nonviral nanoparticles を開発しています。 彼のアプローチは保護ポリマーコーティング内の DNA の健全な断片を圧縮することを含みます。 粒子は血流を通って移動し、標的細胞を入力した後やっと遺伝のペイロードを渡すように設計されています。 セルの中では、ポリマーは DNA を低下させ、解放します。 テンプレートとしてこの DNA を使用して、セルは病気を戦う機能蛋白質を作り出すことができます。

この作業の大きな進展は」ウイルスの粒子の形そしてサイズをまねる棒、ワームおよび球に類似している 3 つの形のこれらの粒子を調整 「できたことを毛および彼の同僚が報告したことです。 「私達は実験室のこれらの形を観察できますがこれらの形をそしてプロセスをよく制御する方法をなぜ仮定したか十分にと」毛の言いました言うことがわかりませんでした。 これらの質問は彼が想像する DNA の投射手段細目、均一形を必要とするかもしれないので重要でした。

この問題を解決するためには、毛によっては北西でヘルプが同僚からの前に約 3 年努めました。 毛が従来のぬれた実験室で働く間、北西研究者は強力な計算機モデルとの同じような実験を行なうことの専門家です。

助教授エリック Luijten は、物質科学および工学とペーパーの工学および応用科学および共同対応の著者の McCormick の北西学校の応用数学、 nanoparticles が異なった形になぜ形作ったか定めるために調査結果の計算の分析を導きました。

「私達の計算機シミュレーションおよび理論モデルと」、は Luijten をこの形の変更に責任がある何が識別する機械論的な理解を言いました提供しました。 nanoparticle のコンポーネントを 1 つが」。ある特定の形を得たいと思えば選択する方法を 「私達は今正確に予測してもいいです

計算機モデルの使用は Luijten のチームがずっとより速いペースで従来の実験室の実験をまねることを可能にしました。 これらの分子動的シミュレーションは探求、北西高速・大容量の演算システムで行われました。 計算はそのうちのいくつかが 1 か月間同時に働く 96 台のコンピュータプロセッサを必要としたほど複雑でした。

彼らのペーパーでは、研究者はまた遺伝子療法の提供で粒子の形の重要性を示したいと思いました。 チーム・メンバーは同じ粒子材料を使用して動物テスト、すべておよび同じ DNA を行ないました。 唯一の相違は粒子の形をしたありました: 棒、ワームおよび球。

「他の形」はとよりワーム型の粒子 1,600 レバーセルの倍より多くの遺伝子発現で起因しました毛は言いました。 「これはそれこの特定の形の nanoparticles を作り出すことがこれらのセルに遺伝子療法を提供する」。効率的な方法であることができることを意味します

この研究で使用される粒子の形はポリマーが付いている DNA を包み、有機溶剤のさまざまな希薄 -- にそれらをさらすことによって形作られます。 溶媒への DNA の嫌悪により、チームの設計されていたポリマーの助けによって、 nanoparticles は免疫細胞によって除去からそれを保護するために遺伝物質のまわりで 「盾」とのある特定の形に引き締まります。

ソース: http://www.northwestern.edu

Last Update: 12. October 2012 10:43

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