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Metodologia di Nanotransfection del tessuto

L'applicazione di nanotecnologia al campo di medicina e della sanità offre la possibilità per produrre le tecniche nanoengineering innovarici nella riparazione e nella rigenerazione dei tessuti e degli organi.

Una quantità enorme di ricerca sta avendo luogo nel campo di assistenza tecnica del tessuto per creare, riparare e sostituire le celle, i tessuti, o persino gli organi usando le molecole o i biomateriali bioactive. L'assistenza tecnica del tessuto permette che le celle, congiuntamente alle biomolecole costruite, producano i materiali che somigliano al tessuto indigeno dell'organismo.

La tecnologia di nanotransfection del tessuto (TNT) è un campo relativamente nuovo della ricerca a ricupero della medicina che può aiutare nella ricrescita e nella riparazione del tessuto nocivo dentro il corpo umano.

Metodologia

All'interno dei tessuti, la matrice extracellulare (ECM) che circonda le celle svolge un ruolo importante nello stoccaggio, nell'attivazione e nella versione dei fattori biologici. Il ECM egualmente svolge un ruolo nelle interazioni fra le celle. Per riuscita rigenerazione dei tessuti, è necessario da costruire i biomateriali che emulano i beni del ECM. Ciò è fatta mediante la creazione i fattori nanotopographic e delle impalcature di nanofeature che regolamentano l'espressione genica.

TNT ha due componenti: all'l'unità basata a nana del chip che consegna il carico alla cella adulta ed il carico biologico stesso, che aiuta nella conversione delle cellule.

In questo metodo, il RNA ed il DNA sintetici sono caricati in un'unità del chip. Il chip è incassato con i aghi di stampa minuscoli che contengono i nanochannels in cui il RNA ed il DNA sintetici è caricato. Questo carico biologico è consegnato nelle celle tramite una piccola carica elettrica che appena è ritenuta dal paziente. Questa procedura cattura di meno che un secondo ed ha dimostrato il risparmio di temi di 98%.

Test clinici

Gli studi hanno indicato che le guide di TNT ripristinano il flusso sanguigno ai cosciotti danneggiati dei mouse riprogrammando le loro cellule epiteliali alle celle vascolari. I ricercatori hanno osservato che i vasi sanguigni attivi sono stati formati in due settimane ed il flusso sanguigno ha ritornato ai cosciotti entro la terza settimana. TNT egualmente è stato usato per coltivare il nuovo tessuto cerebrale in da mouse indotti da colpo. Lo studio ha osservato il ripristino delle funzioni corporee iniettando il nuovo tessuto cerebrale che si è sviluppato interfaccia dagli animali'.

Huh et al. ha usato il sistema del organo-su-un-chip per sviluppare un'unità microfluidic del polmone-su-un-chip che ha riprodotto lo strutturale importante, meccanico ed i beni funzionali del alveolare-capillare umano del polmone collegano. Nello studio, una membrana flessibile fatta del silossano di polydimethyl (PDMS) è stata ricoperta di proteine del ECM. Un lato della membrana è stato coltivato con le celle epiteliali alveolari e l'altro lato della membrana è stato coltivato con le celle endoteliali microvascolari polmonari, per osservare la risposta cellulare ad un'infezione batterica delle celle polmonari ed alle nanoparticelle della silice. I risultati hanno rivelato che questa unità del chip potrebbe ricostituire una serie di funzioni fisiologiche che sono vedute in un intero polmone vivente.

Similmente, Toh et al. ha messo a punto un sistema tridimensionale del fegato-su-un-chip per uso negli studi di epatotossicità. Il chip è stato costruito per verificare la tossicità in vitro della droga conservando la funzione sintetica e metabolica degli epatociti. Lo studio ha dimostrato che i dati ottenuti possono anche aiutare nella predizione in vivo della tossicità.

Recentemente, Gallego-Perez et al. ha sviluppato una lastra di silicio attuale applicata (con circa 500 ampi nanochannels di nanometro) per la transfezione in situ del tessuto dell'interfaccia in mouse. La lastra di silicio si è combinata con un elettrodo che è stato iniettato intradermicamente. I plasmidi del DNA sono stati guidati nelle celle epiteliali pulsando con 250v a 10 intervalli di spettrografia di massa. Questo metodo ha reso fra una maggior espressione genica di 50 - 250 volte che il metodo in serie standard di elettroporazione. Inoltre, questo studio ha osservato che l'unità ha prodotto le vescicole extracellulari che contengono il DNA ed il RNA messaggero complementari delle cellule bersaglio che egualmente hanno provocato l'espressione del transgene alle celle vicine.

Vantaggio di TNT sopra le tecnologie di transfezione della corrente in vivo

La consegna del gene con i virus ed i metodi convenzionali di elettroporazione alla rinfusa del tessuto è altamente stocastica. Inoltre, questi metodi hanno potuto anche avere effetti contrari quali le reazioni e la morte infiammatorie delle cellule. In confronto, TNT è un metodo riprogrammante semplice, non invadente, messo a fuoco e più sicuro che agisce al livello unicellulare e non richiede alcuna a procedura basata a laboratorio come nella terapia di cellula staminale.

Applicazioni

Oltre alle strategie riprogrammanti basate a DNA, TNT ha applicazioni nel riprogrammare, modulazione e modificare del gene e più oligoRNA-mediati.

TNT è egualmente molto utile nella diagnosi e nel trattamento del cancro. Usando appena alcuni millilitri di sangue o della saliva, gli scienziati possono individuare la presenza di celle o di molecole di circolazione del tumore indicative di cancro, quindi aiutando nella valutazione della terapia appropriata o della chirurgia.

Oltre dalle alle micro unità ispirate da bio- che sono un'alternativa a basso costo agli studi animali e clinici, queste unità hanno la capacità di aumentare la capacità dei modelli della coltura cellulare. Quindi, TNT tiene un futuro di promessa negli studi dello sviluppo della droga e di tossicologia umana.

Sorgenti

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Last Updated: Sep 18, 2018

Deepthi Sathyajith

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Deepthi Sathyajith

Deepthi spent much of her early career working as a post-doctoral researcher in the field of pharmacognosy. She began her career in pharmacovigilance, where she worked on many global projects with some of the world's leading pharmaceutical companies. Deepthi is now a consultant scientific writer for a large pharmaceutical company and occasionally works with News-Medical, applying her expertise to a wide range of life sciences subjects.

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