Ускоренное создание наноносителей для доставки генов
Новый микрочип размером с почтовую марку позволяет быстрее производить недорогие и высокоэффективные наноносители для доставки генов.
Наночастицы — перспективные средства для безопасной доставки генов в клетки, что является альтернативой вирусным методам. Однако традиционные способы их получения и тестирования громоздки, медленны и часто не дают оптимального результата.
Исследователи из Калифорнийского наносистемного института и Института молекулярной визуализации Крампа при UCLA разработали быстрый метод создания таких наноносителей. Они использовали супрамолекулярный синтетический подход, смешивая молекулярные строительные блоки и ДНК-груз без многоступенчатого синтеза. Для ускорения процесса был создан цифровой двухъядерный микрореактор (DCM) — микрочип для производства и скрининга библиотеки «искусственных вирусов» в поисках оптимальной эффективности доставки.
В статье на обложке октябрьского номера ACS Nano представлено доказательство концепции нового метода для проведения биологических анализов, критически важных в разработке лекарств.
«Мы полагаем, что наш подход можно адаптировать для создания наночастиц, доставляющих различные грузы: гены, siRNA, белки, лекарства и их комбинации», — говорит профессор Hsian-Rong Tseng.
«В отличие от ручных методов, чип UCLA исключает человеческий фактор, ускоряет процедуры, повышает воспроизводимость и экономит образцы, — отмечает ведущий автор работы Хао Ван. — Он позволяет автоматически создать библиотеку из 648 различных ДНК-содержащих наночастиц за 2,5 часа».
Группа профессора Цзэна шесть лет развивает технологию цифровой микрофлюидики для последовательных и параллельных химических реакций. Сейчас команда исследует применение высокоэффективных наноносителей для доставки генов, перепрограммирующих человеческие клетки в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSC), что важно для регенеративной медицины.
В исследовании участвовали учёные из Центра нанонауки и нанотехнологий Уханьского текстильного университета (Китай) и Центра здоровья Техасского университета в Хьюстоне. Работа поддержана NIH-NCI NanoSystems Biology Cancer Center и California Institute of Regenerative Medicine.