使用对待球状的核酸跟踪和疾病

Thought LeadersDr. Chad MirkinDirectorInternational Institute for Nanotechnology

与乍得 Mirkin,西北大学博士的一次面试,执行在 4月 Cashin-Garbutt 前, MA (Cantab)

什么是球状核酸 (SNAs)? 他们如何包括什么和他们与线性核酸有所不同?

球状核酸是通过采取纳米颗粒模板和使用化学安排脱氧核糖核酸或核糖核酸短的子线做在那些微粒表面的结构。 纳米颗粒的球状核心创建脱氧核糖核酸或核糖核酸的球状排列,相似与核酸微小的小的球。

即使顺序可以是相同的,球状核酸属性是非常与线性核酸不同。 例如, SNAs 困境补充脱氧核糖核酸或核糖核酸紧密地比线性核酸。

这意味着在检测和使用 SNAs 中作为诊断探测,您能使用一个核酸目标的更低的浓度,例如,与一个特定疾病相关。 然后这些成为为高区分的基本类型并且非常高选择性探测,在分子诊断工具。

SNAs 如何为传染的检测使用?

有称由 Nanosphere 商业化的 Verigene 系统的技术,我建立了,然后被出售对 Luminex 的公司。 Verigene 系统用于排序签名特别是与疾病,传染病交往和以非常低浓度,意味在非常早期的时间点,评定特殊传染的出现。 例如,在血液。

这是重要的,因为它可能然后用于,例如,诊断有脓毒病的病人,能诊断非常及早对每时数是确实重要,因为患者去未确诊和未经治疗,死亡率的机会充分地增加。

象这样的技术更改分子诊断被执行的方式。 它是允许细菌感染方式检测在常规测试前的非常简单和迅速点关心医疗诊断工具。 不是必要的审阅开化范例的进程,需要很长时间,并且,因此,增加耐心的风险。

那么根本地,您有为这名患者是好的一个工具,因为您获得一个准确诊断早期和好为这位医生,因为这位医生不不必要地建议很多多余的抗生素,浪费货币和造成抗药性阻力。 反而工具可以用于推测谁有细菌感染,并且谁不;  与有效评定的适当的处理可以然后被采取。

系统网络体系综合介入什么?

一旦开发一个生物标签,金纳米颗粒为这块模板使用,并且系统网络体系通过带来这块模板做与可以化工停住到它脱氧核糖核酸联系的短的子线。 一旦金子,停住的组是硫烃。

我们开发了在微粒表面允许您装载脱氧核糖核酸或核糖核酸在非常高程度上的一个进程。 是重要的原因是它强制这个取向并且产生两的结构我提及的其球状形状并且属性。

在重水的激光烧蚀导致的金 nanoparticles。 缩放比例棒表示二十毫微米 (20 毫微米)

您能否在 ` 纳诺被启用的体外活体内诊断工具的 Pittcon 请概述您即将发布的谈话 2017年为跟踪和对待疾病’ ? 您注重什么生物鉴定?

在 Pittcon 我着重生物鉴定的二种不同类型:

  • 部分根据 Verigene 系统
  • 允许一评定细胞内核酸的一种新技术瞄准 -- mRNA

两技术在 SNAs 基础上,是结构可能输入一个活细胞、困境到一个特殊目标,在这种情况下 mRNA 目标,并且得出或者解放一个荧光团信号实体打开这个细胞。

这允许您第一次然后评定,活细胞基因目录。 除评定这个基因目录之外,细胞在 mRNA 表达式级别上可以被区分根据。 核糖核酸的地点在细胞内的可能也被评定,是特别扣人心弦的,因为没人能在此之前执行那在活细胞。

这是特别有趣,因为,当加上技术请喜欢流式细胞术,您能排序细胞根据基因区别。 微孔是把此技术商业化并且导致了这些类型体系结构许多差异的公司,因此研究员能开始为少见细胞人口查找,例如,和挑选流通的肿瘤细胞,在健康细胞面前。

这成为学习细胞和数量方式的他们。 它也允许您查出他们,以便您能在这个情况以后学习他们。 您能拉他们远离多数人细胞人口,开化他们和使用他们了解基因区别的始发地。 例如,查看癌症患者的细胞如何回应治疗学的不同的类型。

这是往个性化的医学和增加我们的功能的一个主要步骤关于探查单元系统。 为高处理量药物审查也是潜在有用的,您能查看药物分子的不同的类型如何激活或抑制基因的不同的类型。 您能根据对此技术的使用在这种情况下获得可见读出,我们是指作为纳诺火光技术。 微孔把他们是指作为聪明火光 nanoflares 商业化的表单。

什么将是您的第二次谈话焦点在 Pittcon 2017年,作为有力 Immunomodulation 作用者的 ` 球状核酸巨蟹星座疗法的’ ?

系统网络体系结构也表示为核酸治疗学整个新的选件类的基本类型。 有药物发展三条中央动脉:

  • 小的分子

福利是著名的,是的阿斯匹灵一个了不起的示例。

  • 公司生物

七名列前茅十种药物根据公司生物; 这些是抗体,含蛋白质的结构。 他们有超出的很多好处和功能什么范围小的分子提供。

  • 核酸医学

这里脱氧核糖核酸或核糖核酸短的小片用于对待疾病和攻击它在其基因根。

Antisense 药物在细胞根据脱氧核糖核酸和用于吸收 mRNA 和终止我们关联以疾病该核糖核酸的蛋白质的转换和生产。 在 antisense 后的想法是您能调控人员的细胞和转换一个不健康的细胞成一个健康细胞通过击倒蛋白质的一种特定类型的生产。

然后通过不同的路来 siRNA 技术 - 一个相似的概念,也就是说您击倒蛋白质的特定类型的生产,但是。 开发基因医学想法确实是数字式医学的类型的概念,而不是您每次请需要一种新的药物您不寻找一个新的小的分子,您更改脱氧核糖核酸或核糖核酸顺序使用根据对生物路的了解。

从一个概念性立场,这些是确实强大的技术。 他们导致了许多商业途径的发展,但是有成效有限。 是这个的原因,正确地认识到数字式医学您在作用需要多个事情。 一个是您必须能综合脱氧核糖核酸和核糖核酸,并且二,您必须能了解路。

这两个问题现在解决了; 我们会如何综合脱氧核糖核酸和核糖核酸,并且由于人类染色体项目,我们也知道很多关于疾病路和攻击路的不同的类型对待疾病。 或许,但是第三和多数重要需求,是这个能力有脱氧核糖核酸或核糖核酸要紧的站点。 并且那是多数尝试未达到的地方。

这是球状核酸是非常重要的地方。 系统网络体系结构,有没有自然等同,可能与自然系统配合完全地与他们派生的当地脱氧核糖核酸和核糖核酸不同。 除成熟红血球之外,几乎每个细胞输入您的身体,认可 SNAs 和迅速地向内他们,不用对转染作用者的需要。

这是特别有趣,因为,例如,放置正常脱氧核糖核酸或核糖核酸提取乳脂,并且把他们放在您的皮肤上不会做他们是成您的皮肤细胞; 但是与球状核酸他们将迅速地采取他们。 因此此发现打开这个能力创建典型医学,局部医学,允许您对待很多疾病。

并且我们如此查看此功能根据开发新的治疗方式为皮肤病。  与一个已知的基因基本类型的 200 个疾病。 一可能开始考虑创建眼睛、耳朵、肺、膀胱和冒号的治疗学通过相似的途径。

SNAs 根本属性制造核酸与对待不可寻址各种各样的健康状况相关与常规核酸。 第一系统网络体系构建在对待的牛皮癣人力试算。

SNAs 如何能用于癌症疫苗?

我们研究的另一种应用是使用结构作为免疫系统的有力管理者。 SNAs 将输入免疫细胞,树状细胞,并且,如果这个顺序是正确的,他们将激活原则上象通行费的感受器官,因此您能采取动物,否则患者和选择性地激活他们的免疫系统。

例如,这允许疫苗的新的表单的创建其中您能培训人员的身体与癌症战斗的一种特定类型。 这是发生了什么现在,我们有药物候选人全部的系列根据此途径,并且我联系主要关于前列腺癌在 Pittcon。

原则上象这样的疫苗能被开发对待癌症的许多不同的类型,包括这个脑子、膀胱、冒号和黑瘤的癌症。

发展什么阶段当前系统网络体系癌症疫苗在,并且什么障碍仍然需要解决?

癌症疫苗工作将今年进入人力临床试验。 技术在动物中广泛地被审查了并且被证明是安全的,例如,在灵长目。

人力试算是非常重要的。 癌症疫苗,您调整人员的免疫系统,并且有创建自动免疫的回应的风险。

什么是在您的研究的以下步骤?

对于我,是所有关于了解什么使这些结构很特殊和继续知道我们如何可以建立球状核酸的不同的表单,并且使用唯一属性他们解决在医学的重大问题和其他研究领域。

我们是否是否是当前知道球状核酸为什么向内或必要的进一步研究充分地了解此?

在,我们相信时他们由什么认可称净化剂感受器官; 这些是结构公用对许多细胞类型,并且他们用于移动货物进出细胞。

他们比线性核酸也显示紧密地识别和束缚到球状核酸,并且我们偶然地那么有效有,一部分,发现和设计由自然生物机械认可的结构,导致他们的内在化到细胞的净化剂感受器官。

有测试此不同的细胞类型的几份文件,并且所有我们的研究至今与该结论是一致的。

盼望 Pittcon 的您是什么 2017年?

它是诚实地对分析化学、新的手段或者新的技术感兴趣的任何人的一个确实扣人心弦的培训地点与该手段相关,然后我特别地享受边境谈话。 当然,但是,我也享用商展大厅和看到在显示的所有新技术。

什么 Pittcon 可能为您执行从在 Vimeo 的 AZoNetwork

阅读程序在哪里能找到更多信息?

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关于乍得 Mirkin 博士乍得 A. Mirkin

乍得 A. Mirkin 博士是国际学院的院长纳米技术和化学的乔治 B. Rathmann 教授,化工和生物工程、生物医学工程、材料学 & 工程和医学在西北大学。

他是一位化学家和一位举世闻名的 nanoscience 专家,为他的球状核酸发现和发展知道 (SNAs)和基于系统网络体系的 biodetection 和治疗模式、垂度笔 Nanolithography (DPN) 和涉及的悬臂式自由的 nanopatterning 的方法、在电汇石版印刷 (OWL)和同轴石版印刷 (采煤) 和摊缴对超分子的化学和纳米颗粒综合。

他是 670 个原稿的作者和 1,000 个专利申请全世界 (被发行的 290),并且他是多个公司的创建者,包括 Nanosphere、 AuraSense 和 Exicure,在生命科学和生物医学里把纳米技术应用商业化。

Mirkin 认可了与 100 国家和国际证书,包括 2016年丹大卫奖和就职 Sackler 奖在汇合研究。 他是顾问的总统的 Council 的将选择的非常少量科学家成员科学 & 技术的 (奥巴马政府) 和之一对所有三所美国国民学院。 他也是美国学院艺术和科学和发明者的国家学院的研究员,除了别的以外。

Mirkin 在 20 个学术性杂志社论顾问委员会服务,包括 JACSAngew。 Chem。副词。 Mater。; 当前,他是 JACS 的副编辑 他是这个的日记帐的建立的编辑,并且他共同编辑了多个畅销的书。

Mirkin 有从迪金逊 College 的一个 B.S. 程度 (1986年,选择到发埃 Beta Kappa) 和从 Penn 的一个 Ph.D 程度。 状态大学 (1989)。 在 1991年他是 NSF 博士后在 MIT 在成为之前教授在西北大学。