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La nueva terapia génica tiene potencial de invertir procesos de la enfermedad

Los científicos han desarrollado una nueva técnica de la terapia génica transformando las células humanas en los productores en masa de partículas nano-clasificadas minúsculas por completo del material genético que tiene el potencial de invertir procesos de la enfermedad.

Aunque la investigación fue pensada como prueba del concepto, la terapia experimental redujo incremento del tumor y prolongó supervivencia en ratones con las gliomas, que constituyen el cerca de 80 por ciento de tumores cerebrales malos en seres humanos.

La técnica se aprovecha de los exosomes, los sacos llenos de fluido que las células liberan como manera de comunicar con otras células.

Mientras que los exosomes están ganando terreno como ondas portadoras biológico cómodas de materiales terapéuticos - porque hay mucho ellos y ellos no incite una inmunorespuesta - el truco con terapia génica está encontrando una manera de ajustar esas instrucciones genéticas comparativamente grandes dentro de sus carrocerías minúsculas en una escala que tenga un efecto terapéutico.

Este nuevo método confía en la tecnología patentada que incita las células humanas donadas tales como células madres adultas punta fuera millones de exosomes que, después de cerco y purificación, función como los nanocarriers que contienen una droga. Cuando se inyectan en la circulación sanguínea, saben exactamente dónde en la carrocería encontrar su objetivo - incluso si está en el cerebro.

Piense en ellos como los regalos de la Navidad: El regalo es interior al contenedor envuelto que es franqueo pagado y alista para ir.”

L. James Lee, autor mayor del estudio y profesor emérito de la ingeniería química y biomolecular, la universidad estatal de Ohio

Y son los regalos que guardan en el donante, Lee observaron: “Esto es un nanoparticle terapéutico Naturaleza-inducido molde-madre.”

El estudio se publica hoy (16 de diciembre) en la ingeniería biomédica de la naturaleza del gorrón.

En 2017, Lee y los colegas hechos las ondas con noticias de un descubrimiento regenerador del remedio llamaron el nanotransfection del tejido (TNT). La técnica utiliza una viruta nanotecnologÃa-basada para entregar el cargamento biológico directamente en la piel, una acción que convierta las células adultas en cualquier tipo de la célula de interés para el tratamiento dentro de la propia carrocería de un paciente.

Observando más lejos en el mecanismo detrás del éxito de TNT, los científicos en el laboratorio de Lee descubrieron que los exosomes eran el secreto a entregar mercancías regeneradoras al tejido lejos abajo de la superficie de la piel.

La tecnología ahora fue adaptada en este estudio en una técnica primer autor Zhaogang Yang, investigador postdoctoral del estado anterior de Ohio en el centro médico al sudoeste de la Universidad de Texas, llamado nanoporation celular.

Los científicos colocados cerca de 1 millón donaron las células (tales como células mesenquimales cerco de la grasa humana) en una oblea de silicio nano-dirigida y utilizaron un estímulo eléctrico para inyectar la DNA sintetizada en las células dispensadoras de aceite.

Como resultado de esta alimentación forzada de la DNA, como Lee la describió, las células necesitan expulsar el material indeseado como parte de los orificios transcritos DNA del ARN y de la reparación de mensajero que se han empujado en sus membranas.

“Matan a dos pájaros con una piedra: Reparan el fuga a la membrana celular y vacian la basura fuera,” Lee dijo. “El bolso de basura que lanzan fuera es el exosome. Qué se expulsa de la célula es nuestra droga.”

El estímulo eléctrico tenía un efecto de premio mil veces más de un aumento de genes terapéuticos en un gran número de exosomes liberados por las células, un signo que la tecnología es escalable producir suficiente nanoparticles para el uso en seres humanos.

Esencial para cualquier terapia génica, por supuesto, está sabiendo qué genes necesitan ser entregados para reparar un problema médico. Para este trabajo, los investigadores eligieron probar los resultados en tumores cerebrales de la glioma entregando un gen llamado PTEN, un gen del cáncer-supresor. Las mutaciones de PTEN que apaguen ese papel de la supresión pueden permitir que las células cancerosas crezcan desenfrenadas.

Para Lee, el fundador del centro del estado de Ohio para Nanoengineering asequible de dispositivos biomédicos poliméricos, produciendo el gen es la partición fácil. La DNA sintetizada alimentada a la fuerza a las células dispensadoras de aceite se copia en una nueva molécula que consiste en el ARN de mensajero, que contiene las instrucciones necesarias para producir una proteína específica.

Cada burbuja exosome que contiene el ARN de mensajero se transforma en un nanoparticle listo para el transporte, sin la barrera hematoencefálica para preocuparse alrededor.

“La ventaja de esto es allí no es ninguna toxicidad, nada provocar una inmunorespuesta,” dijo a Lee, también pieza de centro completo del cáncer del estado de Ohio. “Exosomes entra casi por todas partes en la carrocería, incluyendo el paso de la barrera hematoencefálica. La mayoría de las drogas no pueden ir al cerebro.

“No quisiéramos que los exosomes fueran al lugar incorrecto. No sólo los programan matar a las células cancerosas, pero saber adónde ir a encontrar a las células cancerosas. Usted no quiere matar a los buenes chicos.”

La prueba en ratones mostró que los exosomes etiqueta eran lejos más probables viajar a los tumores cerebrales y reducir su incremento comparado a las substancias usadas como mandos.

Debido al acceso seguro de los exosomes al cerebro, Lee dijo, este sistema del droga-lanzamiento tiene promesa para los usos futuros en enfermedades neurológicas tales como enfermedad de Alzheimer y de Parkinson.

“Esperanzadamente, un día esto se puede utilizar para las necesidades médicas,” Lee dijo. “Hemos ofrecido el método. Si alguien sabe qué clase de combinación del gen puede curar cierta enfermedad pero necesitan una terapia, aquí está.”

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.