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新的纳米颗粒成形控制方法帮助预先的基因治疗

Published on October 12, 2012 at 9:16 AM

从约翰斯・奥普金斯的研究员和西北大学发现了如何控制通过这个机体移动脱氧核糖核酸 nanoparticles 的形状和向显示这些承运人形状可能产生大变化他们多么恰当在对待运作癌症和其他疾病。

此例证表示脱氧核糖核酸分子 (浅绿色),被包装到 nanoparticles 通过使用与二个不同细分市场的一个聚合物。 一个细分市场 (深青色) 运载一个正电荷困境它对脱氧核糖核酸和其他 (棕色) 形成在微粒表面的一块保护层。 通过调整溶解包围这些分子,约翰斯・奥普金斯和西北研究员能控制 nanoparticles 的形状。 小组的动物试验向显示纳米颗粒的形状可能显著影响多么它有效提供基因治疗到细胞。 在前景的动画片图象,获得,虽然计算塑造,严密地符合与灰色背景镜象,通过透射电镜术收集。 (赊帐: 韦 Qu,西北大学,模拟动画片; Xuan 江,琼斯霍浦金斯大学,微观图象)

因为此基因治疗技术不使用病毒运载脱氧核糖核酸到细胞,此研究,将被发布在日记帐高级材料的 10月 12日在线编辑,也是显著的。 依靠病毒的那些基因治疗工作成绩形成了健康风险。

“这些 nanoparticles 可能成为更加安全,并且基因治疗的更加有效的运载工具,瞄准可以对待与基因医学的遗传病、癌症和其他病症”,在约翰斯・奥普金斯的工程白垩粉学校副教授说 Hai-Quan 毛,材料学和工程。

毛,高级材料条款的共同对应的作者,开发基因治疗的 nonviral nanoparticles 十年。 他的途径介入压缩脱氧核糖核酸健康小片在防护聚合物涂料内的。 在他们通过血液移动了并且输入了靶细胞之后,微粒被设计传送他们的基因有效负荷。 在细胞内,这个聚合物降低并且发行脱氧核糖核酸。 使用此脱氧核糖核酸作为模板,细胞可能生产对抗疾病的功能蛋白质。

在此工作的飞跃是毛和他的同事报告了他们能 “调整”在三形状的这些微粒,类似于标尺、蠕虫和范围,仿造病毒微粒的形状和范围。 “我们可能观察这些形状在实验室里,但是我们没充分地明白了他们为什么假设这些形状和如何很好控制这个进程”,毛说。 这些问题是重要的,因为他构想的脱氧核糖核酸送货系统可能要求特定,统一形状。

要解决此问题,毛寻求帮助大约三年前从同事在西北。 当毛在一个传统湿实验室时从事,西北研究员是关于做相似的试验的专家与强大的计算机模型。

艾瑞克 Luijten,材料学和工程副教授和应用数学在本文的工程和应用科学和共同对应作者西北 McCormick 学校,导致对发现的计算分析确定 nanoparticles 为什么形成了到不同的形状。

“我们的计算机模拟和理论模型提供了机构了解,识别什么对此形状更改负责”, Luijten 说。 “我们可以现在预测精密地如何选择纳米颗粒要素,如果一个要得到有些形状”。

使用计算机模型允许 Luijten 的小组仿造传统实验室实验在更加快速的节奏。 这些分子动态仿真在搜寻,西北高性能计算系统进行了。 计算是很复杂的有些要求了同时运作 96 个计算机的处理器一个月。

在他们的文件,研究员在提供也要显示微粒形状的重要性基因治疗。 小组成员执行动物试验,所有使用同样微粒材料和同样脱氧核糖核酸。 唯一的区别是以微粒的形式: 标尺、蠕虫和范围。

“蠕虫形的微粒比其他形状导致 1,600 倍在肝细胞的更多基因表达”,毛说。 “这意味那导致在此特殊形状的 nanoparticles 可能是这个有效方法提供基因治疗到这些细胞”。

用于此研究的微粒形状由包装与聚合物的脱氧核糖核酸和显示他们形成在有机溶液的多种稀释。 对溶剂的脱氧核糖核酸的反感,在小组的被设计的聚合物帮助下,造成 nanoparticles 收缩到与 “盾的”有些形状在基因附近保护它免受被清除被免疫细胞。

来源: http://www.northwestern.edu

Last Update: 12. October 2012 10:42

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