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Posted in | Nanomedicine

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新的納米顆粒成形控制方法幫助預先的基因治療

Published on October 12, 2012 at 9:16 AM

從約翰斯・奧普金斯的研究員和西北大學發現了如何控制通過這個機體移動脫氧核糖核酸 nanoparticles 的形狀和向顯示這些承運人形狀可能產生大變化他們多麼恰當在對待運作癌症和其他疾病。

此例證表示脫氧核糖核酸分子 (淺綠色),被包裝到 nanoparticles 通過使用與二個不同細分市場的一個聚合物。 一個細分市場 (深青色) 運載一個正電荷困境它對脫氧核糖核酸和其他 (棕色) 形成在微粒表面的一塊保護層。 通過調整溶解包圍這些分子,約翰斯・奧普金斯和西北研究員能控制 nanoparticles 的形狀。 小組的動物試驗向顯示納米顆粒的形狀可能顯著影響多麼它有效提供基因治療到細胞。 在前景的動畫片圖像,獲得,雖然計算塑造,嚴密地符合與灰色背景鏡像,通過透射電鏡術收集。 (赊帳: 韋 Qu,西北大學,模擬動畫片; Xuan 江,瓊斯霍浦金斯大學,微觀圖像)

因為此基因治療技術不使用病毒運載脫氧核糖核酸到細胞,此研究,將被發布在日記帳高級材料的 10月 12日在線編輯,也是顯著的。 依靠病毒的那些基因治療工作成績形成了健康風險。

「這些 nanoparticles 可能成為更加安全,并且基因治療的更加有效的運載工具,瞄準可以對待與基因醫學的遺傳病、癌症和其他病症」,在約翰斯・奧普金斯的工程白堊粉學校副教授說 Hai-Quan 毛,材料學和工程。

毛,高級材料條款的共同對應的作者,開發基因治療的 nonviral nanoparticles 十年。 他的途徑介入壓縮脫氧核糖核酸健康小片在防護聚合物塗料內的。 在他們通過血液移動了并且輸入了靶細胞之後,微粒被設計傳送他們的基因有效負荷。 在細胞內,這個聚合物降低并且發行脫氧核糖核酸。 使用此脫氧核糖核酸作為模板,細胞可能生產對抗疾病的功能蛋白質。

在此工作的飛躍是毛和他的同事報告了他們能 「調整」在三形狀的這些微粒,類似於標尺、蠕蟲和範圍,仿造病毒微粒的形狀和範圍。 「我們可能觀察這些形狀在實驗室裡,但是我們沒充分地明白了他們為什麼假設這些形狀和如何很好控制這個進程」,毛說。 這些問題是重要的,因為他構想的脫氧核糖核酸送貨系統可能要求特定,統一形狀。

要解決此問題,毛尋求幫助大約三年前從同事在西北。 當毛在一個傳統濕實驗室時從事,西北研究員是關於做相似的試驗的專家與強大的計算機模型。

艾瑞克 Luijten,材料學和工程副教授和應用數學在本文的工程和應用科學和共同對應作者西北 McCormick 學校,導致對發現的計算分析確定 nanoparticles 為什麼形成了到不同的形狀。

「我們的計算機模擬和理論模型提供了機構瞭解,識別什麼對此形狀更改負責」, Luijten 說。 「我們可以現在預測精密地如何選擇納米顆粒要素,如果一个要得到有些形狀」。

使用計算機模型允許 Luijten 的小組仿造傳統實驗室實驗在更加快速的節奏。 這些分子動態仿真在搜尋,西北高性能計算系統進行了。 計算是很複雜的有些要求了同時運作 96 個計算機的處理器一個月。

在他們的文件,研究員在提供也要顯示微粒形狀的重要性基因治療。 小組成員執行動物試驗,所有使用同樣微粒材料和同樣脫氧核糖核酸。 唯一的區別是以微粒的形式: 標尺、蠕蟲和範圍。

「蠕蟲形的微粒比其他形狀導致 1,600 倍在肝細胞的更多基因表達」,毛說。 「這意味那導致在此特殊形狀的 nanoparticles 可能是這個有效方法提供基因治療到這些細胞」。

用於此研究的微粒形狀由包裝與聚合物的脫氧核糖核酸和顯示他們形成在有機溶液的多種稀釋。 對溶劑的脫氧核糖核酸的反感,在小組的被設計的聚合物幫助下,造成 nanoparticles 收縮到與 「盾的」有些形狀在基因附近保護它免受被清除被免疫細胞。

來源: http://www.northwestern.edu

Last Update: 12. October 2012 10:42

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