En lysaktiveret fjernbetjening til celler

Hvad hvis læger havde en fjernbetjening, som de kunne bruge til at styre en patients egne celler til et sår for at fremskynde helingsprocessen? Selvom en sådan enhed stadig er langt fra virkeligheden, forskere rapporterer i ACS journal Nano bogstaver har taget et vigtigt første skridt:De brugte nær-infrarødt lys og en injiceret DNA-nanodeenhed til at guide stamceller til en skade, hvilket hjalp muskelvæv til at vokse frem igen hos mus.

Komplekse signalveje koordinerer cellulære aktiviteter såsom bevægelse, spredning og endda død. For eksempel, når signalmolekyler binder til proteiner kaldet receptortyrosinkinaser på en celles overflade, de trigger receptorerne til at danne par og phosphorylere hinanden. Denne proces kan aktivere andre proteiner, der i sidste ende fører til, at en celle bevæger sig eller vokser. Hong-Hui Wang, Zhou Nie og kolleger spekulerede på, om de kunne introducere en nanodeenhed til celler, der ville genoprette dette system, får receptorer til at blive aktiveret af nær-infrarødt lys i stedet for at signalere molekyler. Forskerne valgte nær-infrarød, fordi den kan gå gennem levende væv, i modsætning til ultraviolet eller synligt lys. Holdet målrettede sig mod en receptortyrosinkinase kaldet MET, som er afgørende for sårheling.

Forskerne designede et DNA -molekyle, der kan binde til to MET -receptorer samtidigt, kæder dem sammen og aktiverer dem. For at gøre systemet lydhør overfor lys, holdet knyttet flere kopier af DNA -sekvensen til guldnanoroder. Når det belyses med nær-infrarødt lys, nanoroderne opvarmede og frigav DNA'et, så det kunne aktivere receptorerne. Forskerne injicerede de DNA-bundne guldnanoroder i mus på stedet for en skade og skinnede et nær-infrarødt lys på musene i et par minutter. Efter tre dage, flere muskelstamceller var migreret til såret hos behandlede mus end i kontrolgrupper. De behandlede mus viste også øgede tegn på muskelregenerering sammenlignet med ubehandlede mus.