Et nyt spin på lægemiddellevering:Forbedret levering af DNA-nyttelast til celler

Chang Lu og hans forskergruppe i kemiingeniør ved Virginia Tech har opdaget, hvordan man "stærkt forbedrer" leveringen af ​​DNA-nyttelast til celler. Beskrivelsen af ​​deres arbejde vil blive vist på forsiden af Lab on a Chip (udgave 16), det førende tidsskrift for forskere i mikrofluidik.

Værket vises også i 8. juli-udgaven af Natur magasin (bd. 466, s. 163).

Lus ultimative mål er at anvende denne teknik til at skabe genetisk modificerede celler til cancerimmunterapi, stamcelleterapi og vævsregenerering.

En af de mest udbredte fysiske metoder til at levere gener til celler "er utroligt ineffektiv, fordi kun en lille del af en celles samlede membranoverflade kan gennemtrænges, " sagde Lu, en lektor i kemiteknik ved Virginia Tech.

Metoden Lu refererer til kaldes elektroporation, et fænomen kendt i årtier, der øger permeabiliteten af ​​en celle ved at anvende et elektrisk felt til at generere bittesmå porer i cellernes membran.

Lu kaldte processen "et nyt spin på DNA-levering." Han forklarede processen og sagde, "Konventionelle elektroporationsmetoder leverer kun DNA inden for en meget lille del af celleoverfladen, bestemt af den fysik, der styrer samspillet mellem et elektrisk felt og en celle. Vores metode muliggør ensartet DNA-levering over hele celleoverfladen, hvilket er første gang, vi er klar over, at dette er blevet påvist. Resultatet er en stærkt forbedret overførsel af det genetiske materiale."

Lu sagde, at hans nye tilgang udnytter "hydrodynamiske effekter, der unikt opstår, når væsker strømmer langs buede stier. Flow under disse forhold er kendt for at generere hvirvler. Celler båret af en sådan strømning oplever rotation og spinning, der hjælper med at udsætte størstedelen af ​​dets overflade for det elektriske "At få genleveringen udført ved strømninger i buede stier er nøglen i genleveringen i modsætning til den traditionelt anvendte, elektroporation i statisk opløsning eller i lige kanaler. "Et spiralformet kanaldesign giver en dobbelt stigning end en lige kanal og en endnu større faktor sammenlignet med statiske løsninger, " han tilføjede.

Ved at bruge fluorescensmikroskopi, de var i stand til at "kortlægge" området på celleoverfladen, der blev udsat for elektroporation, og bestemme omfanget af DNA-indtrængen i cellen.

Lu forklarede, at den konventionelle levering ved hjælp af en kuvette-type enhed med statisk cellesuspension producerer DNA-levering begrænset til en smal zone på celleoverfladen. Imidlertid, når elektroporation påføres strømmende celler i en spiral eller buet kanal, billederne "fremstår dramatisk forskellige med DNA-leveringen ensartet fordelt over hele celleoverfladen."