Een nieuwe draai aan medicijnafgifte: verbeterde aflevering van DNA-lading in cellen

Een nieuwe draai aan medicijnafgifte: verbeterde aflevering van DNA-lading in cellen

Anonim

van Virginia Tech

De natuur en hun werk komen ook in een aanstaande uitgave van Lab on a Chip . Ze hebben laten zien hoe de levering van DNA-ladingen in cellen "sterk kan worden verbeterd".

Chang Lu en zijn onderzoeksgroep voor chemische technologie bij Virginia Tech hebben ontdekt hoe ze de levering van DNA-lading in cellen kunnen "verbeteren". De beschrijving van hun werk staat op de cover van Lab on a Chip (nummer 16), het belangrijkste tijdschrift voor onderzoekers in microfluidics.

Het werk verschijnt ook in het nummer van 8 juli van Nature magazine (Vol. 466, p. 163).

Het uiteindelijke doel van Lu is om deze techniek toe te passen om genetisch gemodificeerde cellen te maken voor kankerimmunotherapie, stamceltherapie en weefselregeneratie.

Een van de meest gebruikte fysische methoden om genen in cellen te brengen "is ongelooflijk inefficiënt omdat slechts een kleine fractie van het totale membraanoppervlak van een cel kan doordringen", zegt Lu, universitair hoofddocent chemische technologie aan Virginia Tech.

De methode waarnaar Lu verwijst, wordt elektroporatie genoemd, een fenomeen dat al decennia bekend is en dat de permeabiliteit van een cel verhoogt door een elektrisch veld aan te leggen om kleine poriën in het membraan van cellen te genereren.

Lu noemde het proces "een nieuwe draai aan DNA-levering." Hij legde het proces uit en zei: "Conventionele elektroporatiemethoden leveren alleen DNA af binnen een zeer klein deel van het celoppervlak, bepaald door de fysica die de interactie tussen een elektrisch veld en een cel regelt. Onze methode maakt uniforme DNA-afgifte over het gehele celoppervlak mogelijk, wat de eerste keer is dat we ons ervan bewust zijn dat dit is aangetoond. Het resultaat is een sterk verbeterde overdracht van het genetische materiaal. "

Lu zei dat zijn nieuwe aanpak gebruik maakt van "hydrodynamische effecten die zich uniek voordoen wanneer vloeistoffen langs gebogen paden stromen. Het is bekend dat stroming onder deze omstandigheden wervelingen genereert. Cellen die worden gedragen door een dergelijke stroming ervaren rotatie en draaien die helpen het grootste deel van het oppervlak bloot te stellen aan de elektrische veld. "De genafgifte laten doen door stromen in gebogen paden is de sleutel tot genafgifte in tegenstelling tot de traditioneel gebruikte elektroporatie in statische oplossing of in rechte kanalen. "Een spiraalvormig kanaalontwerp levert een tweevoudige toename op dan een recht kanaal en een nog grotere factor vergeleken met een statische oplossing, " voegde hij eraan toe.

Door gebruik te maken van fluorescentiemicroscopie konden ze het gebied op het celoppervlak dat werd onderworpen aan elektroporatie "in kaart brengen" en de mate van DNA-invoer in de cel bepalen.

Lu legde uit dat de conventionele afgifte met behulp van een cuvette-type apparaat met statische celsuspensie DNA-afgifte oplevert die beperkt is tot een smalle zone op het celoppervlak. Wanneer echter elektroporatie wordt toegepast op stromende cellen in een spiraalvormig of gekromd kanaal, zien de beelden "er dramatisch anders uit met de DNA-afgifte gelijkmatig verdeeld over het gehele celoppervlak."