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Bioapplications de nanoparticles: una entrevista con el Dr. Catherine Berry, universidad de Glasgow

IMAGEN del ARTÍCULO de la baya de Catherine

¿Cuáles son las semejanzas y las diferencias entre magnético, el oro y el quantum puntean nanoparticles?

Estas partículas todas se clasifican como partículas inorgánicas, que se pueden todos utilizar en usos biomédicos. Difieren en términos de su material inherente y clasifican las propiedades fisioquímicas relacionadas, propiedades por ejemplo, sus ópticas y magnéticas.

¿Cuáles son los bioapplications principales que los nanoparticles están utilizados para?

Sabemos que los nanoparticles menos que varios cientos nanómetro pueden incorporar fácilmente las células (con menos de 50 nanómetro incorporando la mayoría de las células), mientras que ésos bajo 20 nanómetro pueden moverse a través de los vasos sanguíneos e impregnar el tejido adyacente, y también cruzan la barrera hematoencefálica.

Usando este conocimiento, la nanotecnología ahora ha alcanzado el escenario por el que poder crear y diseñar los nanoparticles para el uso en biomedecina, particularmente diagnósticos (proyección de imagen) y lanzamiento terapéutico (eg. lanzamiento de la droga/del gen).

¿Cuáles son las consideraciones dominantes al diseñar una conjugación del nanoparticle-péptido para apuntar un tipo de la célula?

Al diseñar los nanoparticles para los propósitos biomédicos, la partícula necesita ser inerte, estable en líquidos biológicos y fácil al functionalise.

Si usted está considerando apuntar una célula específica o el tejido pulsa hacia adentro la carrocería, usted necesita deliberar usando un ligand o una conjugación de la partícula, que reconocerán un receptor en esa superficie y lazo de la célula a ella.

Los químicos están desarrollando actualmente técnicas excelentes para sujetar las conjugaciones múltiples sobre la superficie de la partícula, que permite esta aproximación multifuncional.

¿Cómo usted prueba si el nanoparticle-péptido conjuga el objetivo el tipo correcto de la célula in vitro?

Simple incubando sus partículas con un alcance de la célula pulsa hacia adentro la cultura, incluyendo sus células de objetivo, puede ayudar a determinar la eficacia del alcance.

El análisis subsiguiente de la absorción de la partícula en las células verificará si usted ha sido acertado con su alcance.

¿Cuál es la diferencia entre una 2.a y un sistema de la cultura 3D? ¿Cuál refleja más exacto in vivo la situación?

El 2.o tradicional, o el cultivo celular de la capa monomolecular es una herramienta excelente para los estudios simples y provee de nosotros una gran cantidad de información con respecto a acciones recíprocas de la célula con los materiales.

No obstante las células en la carrocería residen en un ambiente dinámico 3D, por el que sinteticen y se rodeen con una matriz extracelular (o el tejido). Por lo tanto, las células cultivadas en los sistemas 3D reflejan mejor in vivo el ambiente.

¿Puede usted contornear por favor el proyecto que usted está trabajando actualmente en qué focos en el lanzamiento del siRNA cargaron los nanoparticles para los tratamientos de la célula cancerosa?

Somos parte de una concesión más grande de la UE que trabaja con los colegas en España, Portugal, Alemania e Italia. El proyecto se centra en usar nanoparticles del oro a los fragmentos terapéuticos del lanzamiento del siRNA para imponer silencio a un gen específico en células cancerosas.

El gen del objetivo, c-myc, es un factor de la transcripción que, junto con sus otros papeles, impulsa adelante la proliferación de célula. El gen hacia arriba-se regula en células cancerosas, permitiendo que las células proliferen y crezcan rápidamente.

Si podemos imponer silencio, o golpear hacia abajo, este gen, después él sigue que las células cancerosas perderán la capacidad de crecer.

El proyecto ha sido muy acertado, después de síntesis del nanoparticle del Dr. Jesús de la Fuente en Zaragoza (España), nosotros ha observado la precipitación del gen en varias variedades de células del caner en el gen, la proteína y los niveles gruesos de la proliferación de célula, indicando la promesa de tales herramientas del nanoparticle en terapéutica.

¿Cómo usted se asegura de que el siRNA sitúe cerca del núcleo?

Los nanoparticles del oro usados son multifuncionales en que hacen varias conjugaciones sujetar. El siRNA es thiolated, así que puede pegar directamente a la base del oro, además hay ESPIGA (glicol de polietileno) a ambos apacigua las partículas en ambientes biológicos y actuar como plataforma para la agregación conyugal adicional.

Otra conjugación usada era el péptido del tat, que es un aminoácido corto prestado del virus HIV-1, que permite el asiento de la célula y la localización nuclear - ayudando a actuar esencialmente como taxi para ferry las partículas en la célula y para situarlas para acercar al núcleo (que es donde el ` intracelular de la maquinaria responsable' de imponer silencio se encuentra).

¿Podría usted explicar por favor el otro proyecto que usted está trabajando actualmente en cuál está utilizando campos magnéticos para aumentar el lanzamiento de nanoparticles magnéticos en equivalentes del tejido 3D?

El uso de campos magnéticos de tirar de nanoparticles magnéticos en las células ahora se ha utilizado por algunos años, y se llama magnetofection. Utilizamos rutinario este método para aumentar el lanzamiento de la célula de partículas magnéticas.

Sin embargo también estamos interesados en la noción del alcance magnético in vivo, usando un campo magnético externo (eg. la tracción de las partículas magnéticas cargadas droga inyectadas en la corriente de la sangre a un sitio en la carrocería que usa un imán).

Por lo tanto, también hemos estado utilizando campos magnéticos con los cultivos celulares 3D como modelos equivalentes del tejido simple para determinar si un campo magnético se puede utilizar para ayudar a tirar de partículas en tejidos.

Hemos mostrado que los pequeños campos pueden aumentar importante la profundidad de la penetración en un tejido del `', ilustrando el potencial in vivo.

¿Qué otra investigación proyecta usted tiene para los bioapplications de nanoparticles?

Estamos utilizando nanoparticles en muchas diversas áreas. En lo que respecta a nanoparticles magnéticos, técnicas establecidas de siguiente del magnetofection (IE. cargamento creciente de la célula en capa monomolecular), estamos utilizando campos magnéticos para mover las células partícula-cargadas en 2.as y 3D.

Esto permite que agrupemos las células en grupos distintos, por ejemplo usando las células madres mesenquimales (MSCs) y los sistemas modelo del lugar mimético del MSC que se convierten.

También estamos implicados al usar los nanoparticles magnéticos para los estudios del tratamiento de la hipertermia del cáncer en la cultura 3D, por el que poder probar el potencial de las células cargadas de la partícula de ser calentado vía la exposición a un campo magnético de alternancia.

Este trabajo se basa en el hecho de que las células cancerosas son susceptibles a las temperaturas encima de 40Co, así que si podemos utilizar partículas magnéticas como calentadores del nanoscale dentro de las células cancerosas, podemos inducir muerte celular.

En lo que respecta a nanoparticles del oro, estamos continuando observar el siRNA en el tratamiento contra el cáncer y ampliar fuera el conocimiento en cuanto a cómo y donde las acciones están suceso dentro de la célula.

Además, también estamos observando que imponen silencio a microRNAs específicos en los MSCs, que hemos mostrado somos críticos para la diferenciación, con objeto de la diferenciación artificial que controlaba vía lanzamiento del nanoparticle.

¿Qué impacto usted piensa nanoparticles tiene en remedio en el futuro?

Pienso que los nanoparticles tienen gran potencial en nanomedicine. Mucho esto es debido al functionalisation listo y síntesis que nuestros colegas en la química pueden hacer, que nos permite los biólogos de célula utilizar partículas como herramientas para apuntar y para controlar comportamiento de la célula.

Se utilizan ya para las técnicas de proyección de imagen, y creo que tienen un gran futuro en terapéutica.

¿Dónde pueden los programas de lectura encontrar más información sobre su investigación?

En nuestro centro para los Web pages de la ingeniería de la célula en la universidad de Glasgow (http://www.gla.ac.uk/researchinstitutes/biology/research/cellengineering/#d.en.182497) o vía nuestras publicaciones de la ciencia.

Sobre el Dr. Catherine Berry

IMAGEN GRANDE de la baya de CatherineEl Dr. Catherine Berry es conferenciante en la ingeniería de la célula en el instituto de la biología molecular, de la célula y de sistemas en la universidad de Glasgow.

Desde la realización de su Smith y sobrino soportó doctorado en el IRC en materiales biomédicos en Londres, ella se trasladó a Glasgow en 2001 como PDRA que concentraba en la acción recíproca de nanoparticles inorgánicos con las células en modelos de la capa monomolecular y de la cultura 3D.

En 2006 su lectorazgo le concedió una beca de la sociedad real de Dorothy Hodgkin que se centraba en el nanoparticle del oro, magnético y del quantum del punto que apuntaba in vitro seguido en 2012, trabajo a tiempo parcial con tres pequeños niños.

Durante este tiempo ella ha aumentado eslabones académicos internacionales fuertes y también mantiene varios contactos en industrias nacionales e internacionales.

El Dr. Berry tiene un archivo acertado de la publicación con ambos sus colaboradores académicos e industriales (mayoría como autor importante o líder del grupo; el H-índice 22) y disfruta a conciencia del ambiente interdiscplinary de su trabajo.

April Cashin-Garbutt

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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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