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La thérapie génique neuve a le potentiel de renverser des procédés de la maladie

Les scientifiques ont développé une technique neuve de thérapie génique en transformant des cellules humaines en producteurs en série des particules de taille d'une nano minuscules complètement du matériel génétique qui a le potentiel de renverser des procédés de la maladie.

Bien que la recherche se soit destinée comme validation de principe, le traitement expérimental a ralenti la croissance tumorale et a prolongé la survie chez les souris avec les gliomes, qui constituent environ 80 pour cent de tumeurs cérébrales malignes chez l'homme.

La technique tire profit des exosomes, les sacs remplis de fluide que les cellules relâchent comme voie de communiquer avec d'autres cellules.

Tandis que les exosomes gagnent du terrain en tant que transporteurs biologiquement amicaux des matériaux thérapeutiques - parce qu'il y a beaucoup d'eux et eux n'incitez pas une réaction immunitaire - le tour avec la thérapie génique trouve une voie d'adapter ces directives génétiques comparativement grandes à l'intérieur de leurs fuselages minuscules sur une échelle qui aura un effet thérapeutique.

Cette méthode neuve se fonde sur la technologie brevetée qui incite les cellules humaines données telles que des cellules souche adultes à cracher à l'extérieur des millions d'exosomes qui, après avoir été rassemblé et épuré, fonctionnement comme nanocarriers contenant un médicament. Quand ils sont injectés dans la circulation sanguine, ils savent exact où dans le fuselage trouver leur objectif - même si il est dans le cerveau.

Pensez à eux comme des dons de Noël : Le don est intérieur par récipient enveloppé qui est affranchissement payé et prépare pour aller. »

L. James Lee, auteur supérieur d'étude et professeur émérite du bureau d'études chimique et biomoléculaire, l'université de l'Etat d'Ohio

Et ils sont des dons qui continuent à donner, Lee ont noté : « C'est un nanoparticle thérapeutique Nature-induit de mère. »

L'étude est aujourd'hui publié (16 décembre) en génie biomédical de nature de tourillon.

En 2017, Lee et les collègues ont effectué des ondes avec des nouvelles d'un nanotransfection appelé de tissu de découverte régénératrice de médicament (TNT). La technique emploie une frite basée sur nanotechnologie pour livrer la cargaison biologique directement dans la peau, une action qui convertit les cellules adultes en n'importe quel type de cellules d'intérêt pour la demande de règlement dans le propre fuselage d'un patient.

Par l'examination davantage le mécanisme derrière la réussite du TNT, les scientifiques en laboratoire de Lee ont découvert que les exosomes étaient le secret à livrer les marchandises régénératrices au tissu loin en dessous de la surface de la peau.

La technologie a été adaptée dans cette étude dans une technique écrivent d'abord Zhaogang Yang, un chercheur post-doctoral de condition ancienne de l'Ohio maintenant au centre médical du sud-ouest d'Université du Texas, nommé nanoporation cellulaire.

Les scientifiques mis environ 1 million ont donné des cellules (telles que des cellules mésenchymateuses rassemblées de la graisse humaine) sur un disque de silicium nano-conçu et avaient l'habitude un stimulus électrique pour injecter l'ADN synthétique dans les cellules de distributeur.

En raison de ce gavage d'ADN, comme Lee l'a décrit, les cellules doivent éjecter le matériau non désiré en tant qu'élément de l'ARN messager et des trous de réglage transcrits par ADN qui ont été poussés dans leurs membranes.

« Elles détruisent deux oiseaux avec une pierre : Elles fixent la fuite à la membrane cellulaire et vident les déchets à l'extérieur, » Lee a dit. « Le sac à déchets qu'elles projettent est à l'extérieur l'exosome. Ce qui est expulsé de la cellule est notre médicament. »

L'électrostimulation a eu un effet d'amélioration d'une augmentation de mille-pli des gènes thérapeutiques dans un grand nombre d'exosomes relâchés par les cellules, un signe que la technologie est évolutive pour produire assez de nanoparticles pour l'usage chez l'homme.

L'essentiel à n'importe quelle thérapie génique, naturellement, connaît quels gènes doivent être livrés pour fixer un problème médical. Pour ce travail, les chercheurs ont choisi de vérifier les résultats sur des tumeurs cérébrales de gliome en livrant un gène PTEN appelé, un gène de cancer-éliminateur. Les mutations de PTEN qui arrêtent ce rôle d'élimination peuvent permettre à des cellules cancéreuses de se développer non réprimées.

Pour Lee, le fondateur du centre de la condition de l'Ohio pour Nanoengineering abordable des dispositifs biomédicaux polymères, produisant le gène est la cloison facile. L'ADN synthétique gavé aux cellules de distributeur est copié dans une molécule neuve se composant de l'ARN messager, qui contient les directives requises pour produire une protéine spécifique.

Chaque bulle exosome contenant l'ARN messager est transformée dans un nanoparticle disponible pour le transport, sans la barrière hémato-encéphalique pour s'inquiéter pour.

« L'avantage de ceci est là n'est aucune toxicité, rien à provoquer une réaction immunitaire, » a dit Lee, aussi un membre du centre de lutte contre le cancer complet de la condition de l'Ohio. « Exosomes entrent presque partout dans le fuselage, y compris réussir la barrière hémato-encéphalique. La plupart des médicaments ne peuvent pas aller au cerveau.

« Nous ne voulons pas que les exosomes vont au mauvais endroit. Ils sont programmés non seulement détruire des cellules cancéreuses, mais savoir où aller trouver les cellules cancéreuses. Vous ne voulez pas tuer les bons garçons. »

Le contrôle chez les souris a montré que les exosomes marqués étaient bien pour se déplacer aux tumeurs cérébrales et pour ralentir leur accroissement comparé aux substances utilisées comme contrôles.

À cause de l'accès sûr des exosomes au cerveau, Lee a dit, ce système de la médicament-distribution a la promesse pour de futures applications dans les maladies neurologiques telles qu'Alzheimer et la maladie de Parkinson.

« Si tout va bien, pendant un jour ceci peut être employé pour les besoins médicaux, » Lee a dit. « Nous avons fourni la méthode. Si quelqu'un sait ce qu'un peu la combinaison de gène peut guérir une certaine maladie mais elles ont besoin d'un traitement, ici il est. »

Source:
Journal reference:

Yang, Z. et al. (2019) Large-scale generation of functional mRNA-encapsulating exosomes via cellular nanoporation. Nature Biomedical Engineering. doi.org/10.1038/s41551-019-0485-1.