Como negativamente - os lipidos cobrados colam a negativamente - o ADN cobrado e auto-organiza em estruturas

Cientistas que estudam a estrutura e a interacção de negativamente - os lipidos cobrados e as moléculas do ADN criaram um “livro de receitas” para uma classe de sistemas de entrega nontoxic do ADN que ajudarão a doutores e a clínicos na entrega segura e eficaz da medicina genética.

Como relatado na introdução do 9 de agosto das Continuações da Academia Nacional das Ciências, os pesquisadores agora têm executado um estudo cuidadoso, detalhado ver como negativamente - os lipidos cobrados colam a negativamente - ADN cobrado e auto-organizam-no em estruturas.

“Muitos grupos de investigação fizeram engendros com os ingredientes em proporções diferentes e avaliaram então sua eficácia na entrega do gene, mas esta é dura e exige muita intuição,” disse Gerard Wong, um professor da ciência e a engenharia de materiais, a física, e a tecnologia biológica nas Universidades de Illinois no Urbana-Campo, e no autor correspondente do papel.

“Compreendendo alguma da física, nós temos agora receitas para sistemas de entrega de montagem com estruturas diferentes, que podem ter intrìnseca diferente, eficiências verificáveis da entrega do ADN,” Wong dissemos. “Nós encontramos que a mesma família das estruturas está gerada para muitos íons diferentes.”

A Terapia genética é uma das estratégias as mais prometedoras para curas tornando-se para muitas doenças hereditárias e adquiridas. Os Protocolos foram aprovados tratando o cancro, a fibrose cística e desordens neuromusculares, por exemplo, mas entregar o ADN ao lugar apropriado e obter a quantidade direita de expressão do ADN sem matar pilhas inocentes têm o salto de Achilles tornado na entrega do ADN.

positivamente - as moléculas sintéticas (cationic) cobradas se ligarão prontamente a negativamente - as moléculas cobradas do ADN e para ter sido usado para a entrega do ADN, mas estas moléculas cationic são frequentemente tóxicas às pilhas, Wong disseram. Uma alternativa é usar negativamente - os lipidos (aniónicos) cobrados naturais que não prejudicarão pilhas.

“O problema torna-se então: “Como você cola a molécula cobrada do ADN da negativamente - lipido cobrado à negativamente -? “” disse Wong, que igualmente é um pesquisador no Instituto de Beckman para Ciência e Tecnologia Avançadas. “Uma ideia é colar positivamente os lipidos e o ADN junto com - íons cobrados como o cálcio.”

Usando a dispersão de Raio X pequena do ângulo do synchrotron e microscopia confocal, Wong e seus colegas -- o aluno diplomado anterior Hongjun Liang de Illinois (agora um pesquisador pos-doctoral na Universidade Da California em Santa Barbara) e o theoretician Daniel Harries nos Institutos de Saúde Nacionais -- investigado como as interacções íon-negociadas diferentes foram expressadas nas estruturas lipido-ADN aniónicas auto-montadas.

Em baixas densidades de carga da membrana, por exemplo, os lipidos aniónicos e as moléculas do ADN auto-montam em estruturas com camadas alternas de ADN e as membranas aniónicas limitadas junto por cations, Wong disse. Em densidades de carga altas da membrana, há uma surpresa: O ADN é expelido, saindo de uma pilha de membranas aniónicas coladas junto por cations -- uma característica que poderia provar útil em outras aplicações controladas da entrega da droga.

As estruturas sextavadas invertidas igualmente produzidas dos pesquisadores com ADN encapsulado. “Primeiramente, as costas do ADN são revestidas com positivamente - íons cobrados,” Wong disse. “As costas então são envolvidas com negativamente - lipidos cobrados e assemelham-se às câmaras de ar, que são agrupadas então no regime sextavado.”

Utilizar lipidos aniónicos naturais em vez dos lipidos cationic “cria uma hierarquia inteira das interacções e uma escala muito mais rica das estruturas,” Wong disse, “que abrem realmente possibilidades novas.”

http://www.uiuc.edu/