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Il nuovo metodo facendo uso delle microstrutture dell'oro ha potuto efficacemente consegnare le droghe o il DNA nelle celle

La capacità di consegnare il carico come le droghe o il DNA nelle celle è essenziale per la terapia biologica di malattia e della ricerca ma le membrane cellulari sono molto buone a difendere il loro territorio. I ricercatori hanno messo a punto i vari metodi per ingannare o la forza apre la membrana cellulare ma questi metodi sono limitati nel tipo di carico che possono consegnare e non sono particolarmente efficienti.

Ora, i ricercatori da Harvard John A. Paulson School di assistenza tecnica e le scienze applicate (MARI) hanno messo a punto un nuovo metodo facendo uso delle microstrutture dell'oro per consegnare varie molecole nelle celle con alta efficienza e nessun danno durevole. La ricerca è pubblicata in ACS nano.

“Potere efficacemente consegnare i grandi e diversi carichi direttamente nelle celle trasformerà la ricerca biomedica,„ ha detto Nabiha Saklayen, un candidato di PhD nel laboratorio di Mazur in mare ed il primo autore del documento. “Tuttavia, il singolo delivery system non corrente può fare tutte le cose che dovete fare immediatamente. I delivery system intracellulari devono essere altamente efficienti, evolutivi e redditizi mentre allo stesso tempo capaci di portare il diverso carico e di consegnarlo alle celle specifiche su una superficie senza danno. È realmente una sfida importante.„

Nella ricerca precedente, Saklayen ed i suoi collaboratori hanno dimostrato quell'oro, le microstrutture a forma di piramide sono molto buoni all'energia del laser di messa a fuoco nei hotspot elettromagnetici. In questa ricerca, il gruppo ha usato un metodo di montaggio chiamato modello che spoglia per fare le superfici -- circa la dimensione di un quarto -- con 10 milioni di queste piramidi minuscole.

“La bella cosa circa questo trattamento di montaggio è quanto semplice è,„ ha detto Marinna Madrid, co-author del documento e del candidato di PhD nel laboratorio di Mazur. “Modello-spogliare permette che riutilizziate indefinitamente i modelli del silicio. Cattura di meno che un minuto per fare ogni substrato ed ogni substrato esce perfettamente costante. Quello non accade molto spesso nella nanofabbricazione.„

Il gruppo ha coltivato le cellule tumorali HeLa direttamente sopra le piramidi ed ha circondato le celle con una soluzione che contiene il carico molecolare.

Facendo uso del laser di nanosecondo pulsa, il gruppo ha riscaldato le piramidi finché i hotspot ai suggerimenti non abbiano raggiunto una temperatura centigrado di circa 300 gradi. Questo riscaldamento molto localizzato -- quale non ha pregiudicato le celle -- bolle causate per formare destra al suggerimento di ogni piramide. Queste bolle hanno spinto delicatamente il loro modo nella membrana cellulare, aprente i pori del riassunto nella cella e permettente che le molecole circostanti si diffondano nella cella.

“Abbiamo trovato che se facessimo molto rapidamente questi pori, le celle si sarebbero guarite e potremmo tenerli vivi, sano e dividendosi per molti giorni,„ Saklayen abbiamo detto.

Ogni cellula tumorale HeLa seduta in cima a circa 50 piramidi, significanti i ricercatori potrebbe fare circa 50 pori minuscoli in ogni cella. Il gruppo potrebbe gestire la dimensione delle bolle gestendo i parametri del laser e potrebbe gestire che lato della cella da penetrare.

Le molecole consegnate nella cella erano dimensione circa lo stesso come carichi clinicamente pertinenti, compreso le proteine e gli anticorpi.

Dopo, il gruppo pianificazione sul verificare i metodi sui tipi differenti delle cellule, compreso i globuli, le cellule staminali e le celle di T. Clinicamente, questo metodo potrebbe essere utilizzato ex vivo nelle terapie, dove le celle non sane sono catturate dall'organismo, sono date il carico come le droghe o il DNA e sono rintrodotte nell'organismo.

“Questo lavoro è realmente emozionante perché ci sono tanti parametri differenti potremmo ottimizzare per permettere che questo metodo lavori attraverso molti tipi e carichi differenti delle cellule,„ ha detto Saklayen. “È una piattaforma molto versatile.„

L'ufficio di Harvard di sviluppo tecnologico file le richieste di brevetto e sta considerando le opportunità di commercializzazione.

“È grande da vedere come gli strumenti di fisica possono notevolmente avanzare altri campi, particolarmente quando può permettere alle nuove terapie affinchè precedentemente difficile tratti le malattie,„ hanno detto Eric Mazur, il professore di Balkanski di fisica e di fisica applicata ed autore senior del documento.