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Posted in | Nanomedicine
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Terapia Genética Avançada das Ajudas Novas do Método de Controle da Forma do Nanoparticle

Published on October 12, 2012 at 9:16 AM

Os Pesquisadores de Johns Hopkins e de Universidades Northwestern descobriram como controlar a forma dos nanoparticles que movem o ADN através do corpo e mostraram que as formas destes portadores podem fazer uma diferença grande em como bom trabalham em tratar o cancro e as outras doenças.

Esta ilustração descreve as moléculas do ADN (luz - verde), empacotadas em nanoparticles usando um polímero com dois segmentos diferentes. Um segmento (cerceta) leva uma carga positiva que ligamentos ele ao ADN, e a outro formulários (marrons) um revestimento protector na superfície da partícula. Ajustando o solvente cercando estas moléculas, o Johns Hopkins e os pesquisadores Do Noroeste podiam controlar a forma dos nanoparticles. Os testes animais da equipe mostraram que a forma de um nanoparticle poderia dramàtica afectar como eficazmente entrega a terapia genética às pilhas. As imagens dos desenhos animados no primeiro plano, obtido embora modelagem computacional, combinada pròxima com as imagens de fundo cinzentas, que foram recolhidas com a microscopia de elétron de transmissão. (Créditos: Wei Qu, Universidade Northwestern, desenhos animados da simulação; Xuan Jiang, Universidade Johns Hopkins, imagens microscópicas)

Este estudo, para ser publicado na edição em linha do 12 de outubro dos Materiais Avançados do jornal, é igualmente notável porque esta técnica da terapia genética não usa um vírus para levar o ADN em pilhas. Alguns esforços da terapia genética que confiam em vírus levantaram riscos para a saúde.

“Estes nanoparticles poderiam transformar-se uns mais seguros e veículo de entrega mais eficaz para a terapia genética, visando as doenças genéticas, o cancro e as outras doenças que podem ser tratados com a medicina do gene,” disse Hai-Quan Mao, um professor adjunto da ciência e da engenharia de materiais na Escola das Pescadas de Johns Hopkins da Engenharia.

Mao, autor co-correspondente do artigo dos Materiais Avançados, tem desenvolvido nanoparticles nonviral para a terapia genética por uma década. Sua aproximação envolve comprimir pequenas notícias saudáveis do ADN dentro dos revestimentos de polímero protectores. As partículas estão projectadas entregar sua carga útil genética somente depois que se moveram através da circulação sanguínea e se incorporaram as pilhas de alvo. Dentro das pilhas, o polímero degrada e libera o ADN. Usando este ADN como um molde, as pilhas podem produzir as proteínas funcionais que combatem a doença.

Um avanço principal neste trabalho é que Mao e seus colegas relataram que podia “ajustar” estas partículas em três formas, se assemelhando às hastes, aos sem-fins e às esferas, que imitam as formas e os tamanhos de partículas virais. “Nós poderíamos observar estas formas no laboratório, mas nós não compreendemos inteiramente porque supor estas formas e como controlar bem o processo,” Mao dissemos. Estas perguntas eram importantes porque o sistema que de entrega do ADN prevê pode exigir o específico, formas uniformes.

Para resolver este problema, Mao procurou a ajuda aproximadamente três anos há dos colegas em Do Noroeste. Quando Mao trabalhar em um laboratório molhado tradicional, os pesquisadores Do Noroeste são peritos em conduzir experiências similares com modelos de computador poderosos.

Erik Luijten, professor adjunto da ciência de materiais e da engenharia e de matemática aplicada na Escola Do Noroeste de McCormick do autor da Engenharia e da Ciência Aplicada e da co-correspondência do papel, conduziu a análise computacional dos resultados para determinar porque os nanoparticles formaram em formas diferentes.

“Nossos simulações computorizadas e modelo teórico forneceram uma compreensão mecanicista, identificando o que fosse responsável para esta mudança da forma,” Luijten disseram. “Nós agora podemos prever precisamente como escolher os componentes do nanoparticle se um quer obter alguma forma.”

O uso de modelos de computador permitiu que a equipe de Luijten imitasse experiências tradicionais do laboratório em um ritmo distante mais rápido. Estas simulações dinâmicas moleculars foram executadas na Procura, sistema Do Noroeste do informática de alto rendimento. As computações eram tão complexas que alguns delas exigida 96 processadores do computador que trabalham simultaneamente para um mês.

Em seu papel, os pesquisadores igualmente quiseram mostrar a importância de formas da partícula em entregar a terapia genética. Os Membros da equipa conduziram os testes animais, toda usando os mesmos materiais da partícula e o mesmo ADN. A única diferença estava na forma das partículas: hastes, sem-fins e esferas.

“As partículas sem-fim-dadas forma conduziram a 1.600 vezes mais expressão genética nas pilhas de fígado do que as outras formas,” Mao disse. “Isto significa que isso produzir nanoparticles nesta forma particular poderia ser mais a maneira eficaz de entregar a terapia genética a estas pilhas.”

As formas da partícula usadas nesta pesquisa são formadas empacotando o ADN com polímeros e expor os às várias diluições de um solvente orgânico. A aversão do ADN ao solvente, com a ajuda do polímero projetado da equipe, faz com que os nanoparticles contratem em alguma forma com um “protector” em torno do material genético para protegê-lo do cancelamento por pilhas imunes.

Source: http://www.northwestern.edu

Last Update: 12. October 2012 10:44

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