Metodología de Nanotransfection del tejido

El uso de la nanotecnología al campo del remedio y de la atención sanitaria ofrece la posibilidad para producir técnicas nanoengineering innovadoras en la reparación y la regeneración de tejidos y de órganos.

Una cantidad enorme de investigación ha estado ocurriendo en el campo de la ingeniería del tejido para crear, para reparar, y para reemplazar las células, los tejidos, o aún los órganos usando las moléculas o los biomateriales bioactivos. La ingeniería del tejido permite que las células, conjuntamente con las biomoléculas dirigidas, produzcan los materiales que se asemejan al tejido nativo de la carrocería.

La tecnología del nanotransfection del tejido (TNT) es relativamente un nuevo campo de la investigación regeneradora del remedio que puede ayudar en nuevo crecimiento y la reparación del tejido dañado dentro del cuerpo humano.

Metodología

Dentro de tejidos, la matriz extracelular (ECM) que rodea las células desempeña un papel importante en el almacenamiento, la activación y la baja de factores biológicos. El ECM también desempeña un papel en acciones recíprocas entre las células. Para la regeneración acertada de tejidos, es necesario dirigir los biomateriales que emulan a las propiedades del ECM. Esto es hecha creando factores nanotopographic y los andamios del nanofeature que regulan la expresión génica.

TNT tiene dos componentes: el dispositivo nano-basado de la viruta que entrega el cargamento a la célula adulta, y el cargamento biológico sí mismo, que ayuda en la conversión de la célula.

En este método, el ARN y la DNA sintetizados se cargan en un dispositivo de la viruta. La viruta se embute con las agujas minúsculas que contienen los nanochannels en los cuales se carga el ARN y la DNA sintetizados. Este cargamento biológico es entregado en las células por una pequeña carga eléctrica que sea aserrada al hilo apenas por el paciente. Este procedimiento toma menos que un segundo, y ha demostrado la eficiencia del 98%.

Juicios clínicas

Los estudios han mostrado que las ayudas de TNT restablecen el flujo de sangre a los tramos heridos de ratones reprogramando a sus células epiteliales a las células vasculares. Los investigadores observaron que los vasos sanguíneos activos fueron formados en el plazo de dos semanas y el flujo de sangre volvió a los tramos por la tercera semana. TNT también fue utilizado para crecer el nuevo tejido cerebral en ratones recorrido-inducidos. El estudio observó la restauración de funciones corporales inyectando el nuevo tejido cerebral que fue crecido piel de los animales'.

Huh y otros utilizó el sistema de la órgano-en-uno-viruta para desarrollar un dispositivo microfluidic de la pulmón-en-uno-viruta que reprodujo el estructural importante, mecánico, y las propiedades funcionales del alveolar-capilar humano del pulmón interconectan. En el estudio, una membrana flexible hecha del siloxano del polydimethyl (PDMS) estuvo recubierta con las proteínas del ECM. Un lado de la membrana fue cultivado con las células epiteliales alveolares y el otro lado de la membrana fue cultivado con las células endoteliales microvasculares pulmonares, para observar la reacción celular a una infección bacteriana de las células pulmonares y a los nanoparticles del sílice. Los resultados revelaron que este dispositivo de la viruta podría reconstituir varias funciones fisiológicas que se consideran en un pulmón vivo entero.

Semejantemente, Toh y otros desarrolló un sistema tridimensional de la hígado-en-uno-viruta para el uso en estudios del hepatotoxicity. La viruta fue dirigida para probar toxicidad in vitro de la droga preservando la función sintetizada y metabólica de hepatocitos. El estudio demostró que los datos obtenidos pueden también ayudar en predecir in vivo toxicidad.

Recientemente, Gallego-Pérez y otros desarrolló una oblea de silicio tópico aplicada (con aproximadamente 500 nanochannels anchos del nanómetro) para la transfección in situ del tejido de la piel en ratones. La oblea de silicio fue combinada con un electrodo que fue inyectado intradérmico. Los plásmidos de la DNA fueron impulsados en las células epiteliales pulsando con 250v en 10 intervalos del ms. Este método rindió entre la mayor expresión génica de 50 a 250 dobleces que el método a granel estándar de la electroporación. Además, este estudio observó que el dispositivo produjo las vesículas extracelulares que contenían la DNA y el ARN de mensajero complementarios de las células de objetivo que también dieron lugar a la expresión del transgén a las células vecinas.

Ventaja de TNT sobre tecnologías de la transfección de la corriente in vivo

El lanzamiento del gen por los virus y los métodos convencionales de la electroporación del bulto del tejido es altamente estocástico. Por otra parte, estos métodos podían también tener efectos nocivos tales como reacciones y muerte celular inflamatorias. En comparación, TNT es un método de reprogramación simple, no invasor, enfocado, y más seguro que actúa en el nivel unicelular y no requiere ningún procedimiento laboratorio-basado como en terapia de célula madre.

Usos

Aparte de estrategias de reprogramación DNA-basadas, TNT tiene usos en la reprogramación, modulación y el corregir del gen, y más oligoRNA-mediados.

TNT es también muy útil en diagnosis y el tratamiento del cáncer. Usando apenas algunos mililitros de sangre o de saliva, los científicos pueden descubrir la presencia de células o de moléculas de circulación del tumor indicativas de cáncer, de tal modo ayudando en la evaluación de la terapia o de la cirugía apropiada.

Además de los dispositivos micros bio-inspirados que son una opción barata a los estudios animales y clínicos, estos dispositivos tienen la capacidad de aumentar la capacidad de los modelos del cultivo celular. Por lo tanto, TNT lleva a cabo un futuro prometedor en estudios del revelado de la droga y de la toxicología humana.

Fuentes

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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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