En syntetisk celle, der producerer anti-cancer medicin i en tumor

Forskere fra Technion-Israel Institute of Technology har med succes behandlet en kræftsvulst ved hjælp af en "nanofabrik" - en syntetisk celle, der producerer anti-cancerproteiner i tumorvævet. Forskningen, som blev offentliggjort i Avancerede sundhedsmaterialer , kombinerer syntetisk biologi, at kunstigt producere proteiner, og målrettet medicinlevering, at lede den syntetiske celle til unormalt væv.

De syntetiske celler er kunstige systemer med kapaciteter svarende til, og, til tider, bedre end naturlige cellers. Ligesom menneskelige celler kan generere en række biologiske molekyler, den syntetiske celle kan producere en lang række proteiner. Sådanne systemer rummer et stort potentiale inden for vævsingeniørfaget, i produktion af kunstige organer og i at studere livets oprindelse.

Design af kunstige celler er en betydeligt kompleks ingeniørudfordring, der forfølges af mange forskningsgrupper over hele kloden. Den nuværende forskning, hvor en kunstig celle tjener som en nanofabrik til at generere proteiner i unormalt væv, blev ledet af den ph.d.-studerende Nitzan Krinsky og adjunkt Avi Schroeder, ved Wolfson Fakultet for Kemiteknik ved Technion.

Forskerne integrerede molekylære maskiner i lipid-baserede partikler, der ligner den naturlige membran af biologiske celler. De konstruerede partiklerne sådan, at når de "fornemmer" det biologiske væv, de aktiveres og producerer terapeutiske proteiner, dikteret af en integreret syntetisk DNA-skabelon. Partiklerne rekrutterer de energikilder og byggesten, der er nødvendige for deres fortsatte aktivitet, fra det eksterne mikromiljø (f.eks. tumorvævet).

Efter eksperimenter i cellekulturer i laboratoriet, den nye teknologi blev også testet i mus. Da de konstruerede partikler nåede tumoren, de producerede et protein, der udryddede kræftcellerne. Partiklerne og deres aktivitet blev overvåget ved hjælp af et grønt fluorescerende protein (GFP), dannet af partiklerne. Dette protein kan ses i realtid, ved hjælp af et fluorescensmikroskop.

"Ved at kode den integrerede DNA-skabelon, de partikler, vi udviklede, kan producere en række proteinmedicin, " sagde professor Schroeder. "De er modulære, hvilket betyder, at de muliggør aktivering af proteinproduktion i overensstemmelse med miljøforholdene. Derfor, de kunstige celler, vi har udviklet på Technion, kan tage en vigtig del i den personaliserede medicintrend – tilpasning af behandlingen til den genetiske og medicinske profil af en specifik patient."