Etter binding DNA segmenter til bittesmå jern-holdig sfærer kalt nanopartikler, har forskere brukt magnetiske felt for å dirigere nanopartikler i arterielle muskelcellene, hvor DNA kunne ha en terapeutisk effekt.
Selv om forskning, gjort i cellekulturer, er i tidlige stadier, kan det representere en ny metode for å levere genterapi til fordel blodkar ødelagt av arteriell sykdom.
Nanopartikler er ekstremt små, alt 185-375 nanometer (en nanometer er en milliarddels meter, eller en milliondel av en millimeter). Til sammenligning, røde blodlegemer er ti til 100 ganger større. Forskerne var i stand til å kontrollere nanopartikkel størrelsen ved å variere mengden eller sammensetningen av løsemidler de pleide å danne nanopartikler.
Den magnetisk drevet levering systemet også kan finne bredere bruk som et redskap for å levere narkotika, gener eller celler til et mål organ. "Dette er en roman levering system, den første til å bruke et biologisk nedbrytbart, magnetisk drevet polymer for å oppnå klinisk relevante effekter", sier studieleder Robert J. Levy, MD, William J. Rashkind Chair of Pediatric Cardiology ved The Children Hospital of Philadelphia . "Dette systemet har potensial til å bli et kraftig verktøy."
The proof-of-prinsippet studie utført på vaskulære celler i kultur, vises i august utgaven av FASEB Journal, utgitt av Federation of American Societies for Experimental Biology.
Impregnert med jernoksid, nanopartikler bære en overflatebehandling av DNA bundet til et organisk stoff som heter polyethylenimine (PEI). Den PEI beskyttet DNA fra å bli brutt ned av enzymer som kalles endonukleaser som var tilstede i cellekulturer og som forekommer normalt i blodet.
DNA var i form av et plasmid, en sirkulær molekyl som her gjennomført et gen som kodet for en vekst-hemmende protein kalt adiponectin. Ved å bruke et magnetisk felt, styrt studien teamet partiklene inn arterielle glatte muskelceller. Inne i hver celle, kom inn i DNA skilt fra partikkel, cellekjernen, og produsert nok adiponectin å redusere spredning av nye celler.
I en praktisk anvendelse, kan slike nanopartikler være magnetisk rettet inn stenter, er den lille, utvidbart metall stillasene settes inn i en pasient delvis blokkert fartøy for å øke blodgjennomstrømningen. Mange stenter slutt mislykkes som cellene vokser på deres overflater og skape nye hindringer, så leverer anti-vekst gener til stenter kunne hjelpe holde blodet flyter fritt.
Materialene komponering nanopartikler er biologisk nedbrytbare, slik at de brytes ned til enklere, nontoxic kjemikalier som kan bæres bort i blodet. "Tidligere forskere hadde vist at magnetisk drevet nanopartikler kan levere DNA i cellekulturer, men vår er første leveranse system som er biologisk nedbrytbart, og derfor tryggere å bruke i mennesker," sa Levy.