Promesa de nanodiamantes para la terapia génica más segura

Mayo 7, 2016 Admin Salud 0 2
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La terapia génica prometedora en el tratamiento de una variedad de enfermedades, incluyendo el cáncer, enfermedades del corazón y diabetes, entre muchos otros. Sin embargo, el desarrollo de un sistema escalable para la distribución de genes en las células se eficiente y segura ha sido desafiante.

Ahora un equipo de investigadores de la Universidad Northwestern ha introducido el poder de nanodiamantes como una nueva tecnología de transferencia de genes que combina propiedades clave en un enfoque: mayor eficiencia en la entrega con excelente biocompatibilidad.

"Encontrar una entrega de genes más eficiente y biocompatible que se encuentra actualmente disponible es un reto importante en la medicina", dijo Dean Ho, quien dirigió la investigación. "Aprovechando nanodiamantes innatas que ahora han demostrado su promesa para la terapia génica".




Yo era un profesor asistente de ingeniería biomédica y de ingeniería mecánica en la Escuela McCormick de Ingeniería y Ciencia Aplicada y miembro del Centro Oncológico Integral Robert H. Lurie de la Universidad Northwestern.

Ho y su equipo de investigación de ingeniería de superficie modificada partículas nanodiamantes que exitosa y eficiente entrega de ADN en células de mamífero. La eficiencia de la entrega era 70 veces mayor que la de un estándar convencional para la transferencia génica. El nuevo material híbrido podría afectar muchas facetas de la nanomedicina.

Los resultados se publican en Internet por la revista ACS Nano.

"Un polímero de bajo peso molecular denominado polietilenimina-800 (PEI800), actualmente es un enfoque comercial para la entrega de ADN", dijo Xue-Zhang Qing, un investigador postdoctoral en el grupo I y el primer autor del artículo. "Él tiene una buena biocompatibilidad, pero desafortunadamente no es muy eficiente en la entrega. Formas de alto peso molecular PEI tienen alta eficiencia deseable de suministro de ADN, pero son muy tóxicos para las células."

Múltiples barreras enfrentan los enfoques convencionales, por lo que es difícil de integrar tanto la prestación de alta eficiencia y biocompatibilidad en un único sistema de suministro de genes. Pero los investigadores de la Northwestern fueron capaces de hacer eso por funcionalización de la superficie nanodiamantes con PEI800.

La combinación de PEI800 y nanodiamantes produjo un incremento de 70 veces en términos de eficiencia de la prestación de solo PEI800, y se preservó la biocompatibilidad de PEI800. El proceso es altamente escalable, lo que mantiene la promesa de la capacidad de atravesar.

Los investigadores han utilizado una línea celular de cáncer de cuello uterino llamada HeLa humana para probar la eficiencia de la administración de genes usando los nanodiamantes funcionalizados. Brilla células verdes de entrega y la inserción en las células de un confirmados "Proteína de Fluorecent verde (GFP)" - que codifican la secuencia de ADN. Esto sirvió como un modelo de demostración de cómo el ADN específico hebras de lucha contra la enfermedad podría ser entregado a las células. Como una plataforma, la nanodiamante sistema puede llevar una amplia gama de cadenas de ADN.

En cuanto a las mediciones de toxicidad, ensayos de viabilidad celular mostraron que dosis bajas de PEI de peso molecular alto tóxico producen la muerte celular significativa, mientras que las dosis de nanodiamante-PEI800 que eran tres veces mayor que la de la PEI de alto peso molecular reveló un complejo altamente biocompatible.

Ho y su equipo de investigación demostraron originalmente la aplicación de nanodiamantes para la entrega quimioterapéutico y posteriormente descubrieron que los nanodiamantes también son extremadamente eficaces en el suministro de proteínas terapéuticas. Su trabajo también ha demostrado que los nanodiamantes capaz de apoyar la entrega, la mejora de su especificidad también.

Habiendo demostrado la seguridad de nanodiamantes y su aplicabilidad a una variedad de equipo biológico usos agresivamente persigo las medidas necesarias para empujarlos hacia relevancia clínica. Los estudios actuales están aumentando las posibilidades de marketing de nano-diamantes, así como su eficacia preclínica.

"Hay un largo camino por recorrer antes de que la tecnología está lista para su uso clínico," dije, "pero estamos muy satisfechos con las propiedades interesantes y el potencial de la plataforma nanodiamantes."

El título del documento ACS Nano es "Plataformas polímero funcionalizado nanodiamantes como vehículos para la administración de genes." Además, yo (el autor principal) y Zhang, otros autores del artículo son de Mark Chen, Robert Lam y Xiaoyang Xu, todo de Northwestern, y Eiji Osawa, del Instituto de Investigación de la Universidad nanocarbono Shinshu, Nagano, Japón.

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