Badania unijne śledzą „nanopromy” w drodze do komórek
Naukowcom z Niemiec, których badania są finansowane z funduszy unijnych, udało się prześledzić – za pomocą techniki mikroskopowej w czasie rzeczywistym o wysokiej czułości, która zapewnia wysoką rozdzielczość przestrzenną i czasową – podróż pojedynczych nanocząstek w drodze do komórek docelowych. Odkrycia, opisane w czasopiśmie Journal of Controlled Release, stanowią dorobek projektu MAGSELECTOFECTION (Powiązanie wyizolowania i stabilnej, niewirusowej transfekcji komórek hematopoetycznych – nowatorska platforma technologiczna do terapii genowej ex vivo hematopoetycznymi komórkami macierzystymi).
Projekt MAGSELECTOFECTION uzyskał dofinansowanie na kwotę 2,8 mln EUR z tematu „Nauki i życiu, genomika i biotechnologia na rzecz zdrowia” Szóstego Programu Ramowego (6PR) w celu opracowania nowych technologii przenoszenia genów. Oczekuje się, że technologie te pomogą pokonać problemy związane z „wektorami wirusowymi”, przyczynią się do postępu w opiece zdrowotnej i wzmocnią konkurencyjność europejskiej branży biotechnologicznej.
W przeszłości naukowcy wykorzystywali wirusy do wprowadzania materiału genetycznego do komórek, ale często metody te przynosiły niepożądane skutki uboczne. Jednak od lat 60. XX w. poczyniono znaczny postęp w dziedzinie niewirusowych metod wprowadzania materiału genetycznego do komórek. Rzeczywiście – zdaniem autorów ostatnich badań – niewirusowe systemy przenoszenia genów „zaczęły wypierać wirusową konkurencję w zastosowaniach naukowych i badaniach klinicznych”. Jednakże szczegółowość i wydajność tych systemów nadal wymaga udoskonalenia.
Nanocząstki zwane „nanopromami” okazują się niezwykle obiecujące jako potencjalne nośniki leków transportujące je bezpośrednio do miejsca zmienionego chorobowo bez wywoływania niepożądanych skutków ubocznych. „Nawet geny mogą być w ten sposób przenoszone” – wyjaśnia dr Christian Plank z Technische Universität München (TUM) w Niemczech. „To oznacza, że niebawem będziemy mogli zobaczyć nowe, przełomowe osiągnięcia w terapii genowej, która pokonuje wyjątkowo wiele przeszkód.” Zdaniem dr Planka, największym problemem jest brak funkcjonalnych przenośników.
Kolejną trudnością, przed którą stają naukowcy, jest sposób doprowadzenia cząstek do miejsca zmienionego chorobowo. Do kierowania cząstek do miejsc zmienionych nowotworowo, gdzie mają bezpośrednio zaatakować komórki nowotworowe, wykorzystuje się pola magnetyczne, ale do tej pory nie było możliwości obserwowania cząstek w drodze do tych miejsc. Poznanie dokładnej ścieżki nanocząstek oraz ich sprawności transportowej ma zasadnicze znaczenie dla ustalenia odpowiedniej dawki. A to z kolei stanowi warunek wstępny w zastosowaniach terapeutycznych.
W ramach ostatnich badań, naukowcy analizowali dynamikę komórkową kierowanych magnetycznie nanocząstek w czasie rzeczywistym, za pomocą dwukolorowej mikroskopii fluorescencyjnej o wysokiej czułości. Metoda, wykorzystana przez ten sam zespół w poprzednich badaniach, polega na znakowaniu poszczególnych cząstek barwnikiem, który działa jak „lampa molekularna” oświetlająca drogę cząstki do komórki.
To znaczący postęp w zrozumieniu dynamiki nanopromów, gdyż do tej pory jedynym sposobem testowania metodologii było czekanie i sprawdzanie, czy został osiągnięty pożądany skutek terapeutyczny.
„Prześledziliśmy magnetyczne nanocząstki lipopleksowe i nagraliśmy film z ich transportu” – relacjonuje Anna Sauer z Uniwersytetu Ludwiga Maximiliana (LMU) w Monachium, Niemcy. „Byliśmy w stanie obserwować cząstki w drodze do komórek w czasie rzeczywistym, w wysokiej rozdzielczości czasowej i przestrzennej.” Zespół wyodrębnił trzy etapy procesu: sposób dotarcia do błony komórkowej, sposób zatrzymania się na niej i w końcu sposób zaatakowania komórek.
Naukowcy odkryli, że pęcherzyki (małe, podobne do baniek struktury wypełnione płynem), w których znajdują się cząstki atakujące komórki, poruszają się losowo wewnątrz komórki do momentu, kiedy przyczepi się do nich pewne białko, które przenosi je szybko do ostatecznego celu, jakim jest jądro komórki.
„Nasza nowa metodologia ujawniła również wąskie gardła na drodze nanopromów” – zauważył Christoph Bräuchle z LMU w Monachium. „Zaobserwowaliśmy na przykład, że pole magnetyczne może jedynie sterować cząstkami na zewnątrz komórek. Ale, wbrew oczekiwaniom, nie ułatwia wejścia do wnętrza komórek. Dzięki tym nowym informacjom istniejące nanopromy można będzie w przyszłości odpowiednio zoptymalizować i [�] opracować nowe systemy.”
Więcej informacji:
Ludwig-Maximilians-Universität Monachium
http://www.uni-muenchen.de
Technische Universität München
http://portal.mytum.de
Kategoria: Wyniki projektów
Źródło danych: Ludwig-Maximilians-Universität Monachium; Journal of Controlled Release
Referencje dokumentu: Sauer A.M., et al. (2009) Dynamics of magnetic lipoplexes studied by single particle tracking in living cells. Journal of Controlled Release 137:136-45. Publikacja internetowa z dnia 20 lipca; DOI: 10.1016/j.jconrel.2009.04.003.
Indeks tematyczny: Opieka zdrowotna/służby zdrowia ; Biotechnologia medyczna ; Badania Naukowe
Related posts:
- Badania ujawniają czynniki decydujące o losie komórek naczyń krwionośnych Naukowcy, których prace są finansowane ze środków unijnych, zidentyfikowali mechanizm kontrolujący los komórek, które są budulcem ścianek naczyń krwionośnych. Odkrycie to może pomóc w opracowaniu nowych leków do pobudzania naprawy......
- Absolwent zdrowia publicznego na rynku pracy Absolwent zdrowia publicznego na rynku pracy autorem artykułu jest Damian Michalski Absolwent Zdrowia Publicznego nie ma łatwo. Nie miał już podczas studiów, gdzie był traktowany jak piąte kolo u wozu......
- Astma – plaga cywilizacji Rozmowa z prof. dr. hab. med. Piotrem Kuna, internistą i alergologiem, Prezydentem Elektem Polskiego Towarzystwa Alergologicznego, Profesorem Kliniki Pneumonologii i Alergologii Uniwersytetu Medycznego w Łodzi Co to jest astma? Jak rozpoznać tę chorobę? Jakie są jej objawy? Astma oskrzelowa jest...
