Новый подход к доставке лекарств: улучшенная доставка ДНК в клетки

Исследовательская группа Чан Лу из Виргинского политехнического института обнаружила, как «значительно улучшить» доставку ДНК в клетки. Описание их работы будет представлено на обложке журнала Lab on a Chip (выпуск 16) и опубликовано в выпуске Nature от 8 июля (Vol. 466, p. 163).

Конечная цель работы — применение этой техники для создания генетически модифицированных клеток в целях иммунотерапии рака, терапии стволовыми клетками и регенерации тканей.

Один из самых распространённых физических методов доставки генов в клетки — электроporation — «невероятно неэффективен, потому что может быть пермеабилизирована лишь малая часть общей поверхности мембраны клетки», — пояснил Лу.

Новый подход использует гидродинамические эффекты, возникающие при течении жидкости по изогнутым траекториям. Такое течение генерирует вихри. Клетки, переносимые таким потоком, испытывают вращение, что помогает обнажить большую часть своей поверхности для воздействия электрического поля.

Ключевое отличие — проведение доставки генов в потоке по изогнутым каналам, а не в статическом растворе или прямых каналах. Спиралевидный дизайн канала даёт двукратное увеличение эффективности по сравнению с прямым каналом и ещё больший выигрыш по сравнению со статическим раствором.

С помощью флуоресцентной микроскопии исследователи смогли «картографировать» область на поверхности клетки, подвергнутую электроporation, и определить степень проникновения ДНК.

При обычной доставке в кюветном устройстве со статической суспензией клеток доставка ДНК ограничена узкой зоной на поверхности клетки. Однако когда электроporation применяется к клеткам, текущим в спиральном или изогнутом канале, изображения показывают равномерное распределение доставки ДНК по всей поверхности клетки.