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El nuevo método usando microestructuras del oro podía entregar efectivo las drogas o la DNA en las células

La capacidad de entregar el cargamento como las drogas o la DNA en las células es esencial para la terapia biológica de la investigación y de la enfermedad pero las membranas celulares son muy buenas en la defensa de su territorio. Los investigadores han desarrollado diversos métodos para engañar o la fuerza abre la membrana celular pero estos métodos se limitan en el tipo de cargamento que pueden entregar y no son determinado eficientes.

Ahora, los investigadores de la Harvard Juan A. Paulson School de la ingeniería y las ciencias aplicadas (MARES) han desarrollado un nuevo método usando microestructuras del oro para entregar una variedad de moléculas en las células con eficacia alta y ningún daño duradero. La investigación se publica en ACS nano.

El “poder entregar efectivo los cargamentos grandes y diversos directamente en las células transformará la investigación biomédica,” dijo a Nabiha Saklayen, candidato del doctorado en el laboratorio de Mazur en los MARES y el primer autor del papel. “Sin embargo, el único sistema de envío no actual puede hacer todas las cosas que usted necesita hacer inmediatamente. Los sistemas de envío intracelulares necesitan ser muy eficientes, escalables, y de poco costo mientras que al mismo tiempo son capaces de llevar el cargamento diverso y de entregarlo a las células específicas en una superficie sin daño. Es realmente un gran reto.”

En la investigación anterior, Saklayen y sus colaboradores demostraron ese oro, las microestructuras pirámide-dadas forma son muy buenos en el enfoque de energía de laser en apuroses electromágneticos. En esta investigación, las personas utilizaron un método de la fabricación llamado patrón que se estropeaba para hacer superficies -- sobre la talla de un cuarto -- con 10 millones de estas pirámides minúsculas.

“La cosa hermosa sobre este proceso de la fabricación es cómo es simple es,” dijo a Marinna Madrid, co-autor del papel y del candidato del doctorado en el laboratorio de Mazur. el “Patrón-estropearse permite que usted reutilice patrones del silicio indefinidamente. Toma menos que un minuto para hacer cada substrato, y cada substrato sale perfectamente uniforme. Eso no suceso muy a menudo en la nanofabricación.”

Las personas cultivaron a las células cancerosas HeLa directamente encima de las pirámides y rodearon las células con una solución que contenía el cargamento molecular.

Usando el laser del nanosegundo pulsan, las personas calentaron las pirámides hasta que los apuroses en los extremos alcanzaran una temperatura de cerca de 300 grados de cent3igrado. Esta calefacción muy localizada -- cuál no afectó a las células -- burbujas causadas a formar a la derecha en el extremo de cada pirámide. Estas burbujas activaron suavemente su manera en la membrana celular, abriendo poros abreviados en la célula y permitiendo que las moléculas circundantes difundan en la célula.

“Encontramos que si hiciéramos estos poros muy rápidamente, las células se curarían y podríamos mantenerlos activos, sano y dividiendo por muchos días,” a Saklayen dijimos.

Cada célula cancerosa HeLa sentada encima de cerca de 50 pirámides, significando a los investigadores podría hacer cerca de 50 poros minúsculos en cada célula. Las personas podrían controlar la talla de las burbujas controlando los parámetros del laser y podrían controlar que lado de la célula a penetrar.

Las moléculas entregadas en la célula eran talla casi igual como cargamentos clínico relevantes, incluyendo las proteínas y los anticuerpos.

Después, las personas proyectan en la prueba de los métodos en diversos tipos de la célula, incluyendo los glóbulos, las células madres y las células de T. Clínico, este método se podría utilizar en ex vivo las terapias, donde las células malsanas se sacan de la carrocería, se dan el cargamento como las drogas o la DNA, y se reintroducen en la carrocería.

“Este trabajo es realmente emocionante porque hay tan muchos diversos parámetros que podríamos optimizar para permitir que este método trabaje a través de muchos diversos tipos y cargamentos de la célula,” dijo a Saklayen. “Es una plataforma muy versátil.”

La oficina de Harvard del revelado de tecnología ha presentado solicitudes de patente y está considerando oportunidades de la comercialización.

“Es grande ver cómo las herramientas de la física pueden avance grandemente otros campos, especialmente cuando puede habilitar las nuevas terapias para que previamente difícil trate enfermedades,” dijeron a Eric Mazur, el profesor de Balkanski de la física y autor aplicado del física y mayor del papel.