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Bioapplications dos nanoparticles: uma entrevista com Dr. Catherine Baga, universidade de Glasgow

IMAGEM do ARTIGO da baga de Catherine

Que são as similaridades e as diferenças entre magnético, o ouro e o quantum pontilham nanoparticles?

Estas partículas todas são classificadas como as partículas inorgánicas, que podem tudo ser utilizadas em aplicações biomedicáveis. Diferem em termos de seu material inerente e fazem sob medida propriedades physiochemical dependentes, propriedades por exemplo, suas ópticas e magnéticas.

Que são os bioapplications principais que os nanoparticles estão usados para?

Nós sabemos que os nanoparticles menos do que várias centenas nanômetro podem facilmente incorporar pilhas (com menos os de 50 nanômetro que incorporam a maioria de pilhas), enquanto aqueles sob 20 nanômetro podem se mover através dos vasos sanguíneos e permear o tecido adjacente, e igualmente cruzam a barreira do cérebro do sangue.

Usando este conhecimento, a nanotecnologia tem alcançado agora a fase por meio de que nós podemos criar e projectar nanoparticles para o uso na biomedicina, em particular diagnósticos (imagem lactente) e entrega terapêutica (por exemplo entrega da droga/gene).

Que são as considerações chaves ao projetar um conjugado do nanoparticle-peptide visar um tipo da pilha?

Ao projetar nanoparticles para finalidades biomedicáveis, a partícula precisa de ser inerte, estável em líquidos biológicos e fácil ao functionalise.

Se você está considerando visar uma pilha específica ou o tecido dactilografa dentro o corpo, você precisa de deliberar usando uma ligante ou um conjugado da partícula, que lhe reconheçam um receptor nesses superfície e ligamento da pilha.

Os químicos estão desenvolvendo actualmente técnicas excelentes para anexar conjugado múltiplos na superfície da partícula, que permite esta aproximação multifuncional.

Como você testa se o nanoparticle-peptide conjuga o alvo o tipo correcto da pilha in vitro?

Simplesmente incubando suas partículas com uma escala da pilha dactilografa dentro a cultura, incluindo suas pilhas de alvo, pode ajudar a determinar a eficácia da escolha de objectivos.

A análise subseqüente da tomada da partícula em pilhas verificará se você foi bem sucedido com sua escolha de objectivos.

Que é a diferença entre uma 2D e um sistema da cultura 3D? Qual reflecte mais exactamente in vivo a situação?

O 2D tradicional, ou a cultura celular do monolayer são uma ferramenta excelente para estudos simples e fornecem-nos uma riqueza de informação em relação às interacções da pilha com materiais.

Porém as pilhas no corpo residem em um ambiente 3D dinâmico, por meio de que sintetizam e se cercam com uma matriz extracelular (ou o tecido). Conseqüentemente, as pilhas cultivadas nos sistemas 3D reflectem melhor in vivo o ambiente.

Por favor pode você esboçar o projecto que você está trabalhando actualmente em que focos na entrega do siRNA carregaram nanoparticles para tratamentos da célula cancerosa?

Nós somos parte de uma concessão maior da UE que trabalha com os colegas na Espanha, Portugal, Alemanha e Itália. O projecto é centrado sobre a utilização de nanoparticles do ouro aos fragmentos terapêuticos da entrega do siRNA para silenciar um gene específico nas células cancerosas.

O gene do alvo, c-myc, é um factor da transcrição que, junto com seus outros papéis, conduza para a frente a proliferação de pilha. O gene acima-é regulado nas células cancerosas, permitindo que as pilhas ràpida proliferem e cresçam.

Se nós podemos silenciar, ou bater para baixo, estes gene, a seguir seguem que as células cancerosas perderão a capacidade para crescer.

O projecto foi muito bem sucedido, depois da síntese do nanoparticle pelo Dr. Jesus de la Fuente em Zaragoza (Espanha), nós observou o knockdown do gene em diversas linha celular do caner a gene, proteína e níveis brutos da proliferação de pilha, indicando a promessa de tais ferramentas do nanoparticle na terapêutica.

Como você se certifica de que o siRNA localiza perto do núcleo?

Os nanoparticles do ouro usados são multifuncionais que têm diversos conjugado anexados. O siRNA é thiolated, assim que pode ligar-se directamente ao núcleo do ouro, além há PEG (glicol de polietileno) a ambos passivate as partículas em media biológicos e para actuar como uma plataforma para um acessório conjugado mais adicional.

Um conjugado mais adicional usado era o peptide do tat, que é um ácido aminado curto pedido do vírus HIV-1, que permite a entrada da pilha e a localização nuclear - ajudando a actuar essencialmente como um táxi para ferry as partículas na pilha e para as localizar para aproximar o núcleo (que é o lugar onde o ` intracelular da maquinaria responsável' do silêncio é encontrado).

Poderia você por favor explicar o outro projecto que você está trabalhando actualmente em qual está usando campo magnèticos para aumentar a entrega de nanoparticles magnéticos em equivalentes do tecido 3D?

O uso dos campo magnèticos puxar nanoparticles magnéticos em pilhas tem sido usado por certos anos agora, e é denominado magnetofection. Nós usamos rotineiramente este método para aumentar a entrega da pilha de partículas magnéticas.

Porém nós somos interessados igualmente na noção da escolha de objectivos magnética in vivo, usando um campo magnético externo (por exemplo puxar das partículas magnéticas carregadas droga injetadas no córrego do sangue para um local no corpo que usa um ímã).

Conseqüentemente, nós temos usado igualmente campo magnèticos com culturas celulares 3D como modelos equivalentes do tecido simples para determinar se um campo magnético pode ser usado para ajudar a puxar partículas em tecidos.

Nós mostramos que os campos pequenos podem significativamente aumentar a profundidade da penetração em um tecido do `', ilustrando o potencial in vivo.

Que pesquisa mais adicional planeia você tem para os bioapplications dos nanoparticles?

Nós estamos usando nanoparticles em muitas áreas diferentes. A propósito dos nanoparticles magnéticos, técnicas estabelecidas de seguimento do magnetofection (IE. carga aumentada da pilha no monolayer), nós estamos usando campo magnèticos para mover as pilhas partícula-carregadas no 2D e em 3D.

Isto permite que nós aglomerem as pilhas em grupos distintos, por exemplo usando células estaminais mesenchymal (MSCs) e desenvolvendo sistemas modelo da ameia simulada do CAM.

Nós somos envolvidos igualmente em usar nanoparticles magnéticos para estudos do tratamento da hipertermia do cancro na cultura 3D, por meio de que nós podemos testar o potencial de pilhas carregadas da partícula ser calorosos através da exposição a um campo magnético alterno.

Este trabalho é baseado no facto de que as células cancerosas são suscetíveis às temperaturas acima de 40Co, assim que se nós podemos usar partículas magnéticas como calefatores do nanoscale dentro das células cancerosas, nós podemos induzir a morte celular.

A propósito dos nanoparticles do ouro, nós estamos continuando a olhar o siRNA no tratamento contra o cancro e a estender para fora o conhecimento a respeito de como e de onde os eventos estão acontecendo dentro da pilha.

Além, nós igualmente estamos olhando de silêncio microRNAs específicos nos CAM, que nós mostramos somos críticos para a diferenciação, com o propósito da diferenciação artificial de controlo através da entrega do nanoparticle.

Que impacto você pensa nanoparticles tem na medicina no futuro?

Eu penso que os nanoparticles têm o grande potencial no nanomedicine. Muito isto é devido ao functionalisation inteligente e síntese que nossos colegas na química podem fazer, que nos permite biólogos de pilha de usar partículas como ferramentas para visar e controlar o comportamento da pilha.

São usados já para técnicas de imagem lactente, e eu acredito que têm um grande futuro na terapêutica.

Onde podem os leitores encontrar mais informação em sua pesquisa?

Em nosso centro para Web pages da engenharia da pilha na universidade de Glasgow (http://www.gla.ac.uk/researchinstitutes/biology/research/cellengineering/#d.en.182497) ou através de nossas publicações da ciência.

Sobre o Dr. Catherine Baga

IMAGEM GRANDE da baga de CatherineO Dr. Catherine Baga é um conferente na engenharia da pilha no instituto da biologia molecular, da pilha e de sistemas na universidade de Glasgow.

Desde a conclusão de seus Smith & sobrinho apoiou o PhD no IRC em materiais biomedicáveis em Londres, transportou-se a Glasgow em 2001 como um PDRA que concentra-se na interacção de nanoparticles inorgánicos com pilhas em modelos do monolayer e da cultura 3D.

Em 2006 foi concedida uma bolsa de estudo da sociedade real de Dorothy Hodgkin que focaliza no nanoparticle do ouro, o magnético e do quantum do ponto que visa in vitro seguido por seu preletorato em 2012, trabalhando meio expediente com as três crianças pequenas.

Durante este tempo acumulou as relações académicos internacionais fortes e igualmente mantem diversos contactos em indústrias nacionais e internacionais.

O Dr. Baga tem um registro bem sucedido da publicação com ambos seus colaboradores académicos e industriais (maioria como o autor principal ou o líder do grupo; o H-deslocamento predeterminado 22) e aprecia completamente o ambiente interdiscplinary de seu trabalho.

April Cashin-Garbutt

Written by

April Cashin-Garbutt

April graduated with a first-class honours degree in Natural Sciences from Pembroke College, University of Cambridge. During her time as Editor-in-Chief, News-Medical (2012-2017), she kickstarted the content production process and helped to grow the website readership to over 60 million visitors per year. Through interviewing global thought leaders in medicine and life sciences, including Nobel laureates, April developed a passion for neuroscience and now works at the Sainsbury Wellcome Centre for Neural Circuits and Behaviour, located within UCL.

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