Badacze z Centrum Nanotechnologii Birck’a na Purdue University (USA) wykazali, że niegroźne bakterie mogą precyzyjnie dostarczać nanocząsteczki do komórki. Pomoże to przezwyciężyc problemy związane z terapią genową, gdyż technologia ta pozwoli na precyzyjne umieszczanie w komórkach nanosensorów, DNA, jak również cząsteczek leków.
Naukowcy z Purdue University przyłączyli do ściany komórkowej bakterii nanocząstki, do których przytwierdzone był DNA. Materiał genetyczny kodujący fluorescencyjne białko został następnie przetransportowany do jądra komórki, gdzie uległ ekspresji.
Jak powiedział prof. Rashid Bashir z Weldon School of Biomedical Engineering, nie ma przeciwskazań, aby odpowiednio zmodyfikować bakterie i nanocząstki pod kątem rodzaju komórek, do których mają one dostarczać np. DNA.
Jednym z obecnych problemów i wyzwań terapii genowej jest precyzja dostarczania genów do jądra komórkowego. Taki materiał genetyczny musi przejść dwie duże przeszkody: błonę komórkową i błonę jądrową, zanim ulegnie ekspresji w jądrze komórkowym. Stąd wydajność terapii genowej jest przy stosowaniu obecnych metod stosunkowo niska. Gdy jako wektor DNA użyje się bakterię, jest ona otaczana przez błonę komórkową i tworzy się pęcherzyk, który jest następnie transportowany do wnętrza komórki, gdzie bakteria i przenoszony materiał są uwalniane.
Metodę tę można zastosować również do obrazowania komórek nowotworowych, których wykrycie obecnymi metodami jest nieskuteczne ze względu na małe rozmiary nowotworu w początkowym stadium. Dzięki przenoszeniu przez bakterie genów białek fluorescencyjnych będzie możliwe wykrycie pojedynczych komórek rakowych.
Nowa metoda została przetestowana w kulturach in vitro na ludzkich komórkach nowotworów jelita, przełyku, wątroby, jajnika i piersi, jak również w badaniach na myszach. Jest ona skuteczniejsza niż stosowanie wirusów jako wektorów do przenoszenia DNA.
Nanocząstki o wielkości 40-200 nanometrów (nm) są przyczepione do bakterii za pomocą specjalnych cząsteczek, tzw. linkerów. Badacze wykorzystali dostępne na rynku nanocząstki polistyrenowe, nie było więc konieczności ich dodatkowego opracowywania.
Metoda opracowana przez amerykańskich badaczy umożliwia transport do komórek nawet stosunkowo dużych struktur, takich jak biosensory osadzone na nanorurkach. Biosensory takie mogłyby pomóc nadzorować skuteczność terapii lekami, jak również będzie można wykorzystać nanorurki do niszczenia komórek nowotworowych poprzez podgrzewanie ich za pomocą lasera.
Praca badaczy z Purdue University ukazała się w czasopiśmie “Nature Nanotechnology“.
hlbiotech
źródło: Purdue University
———————————
Oryginalna publikacja: Demir Akin et al., “Bacteria-mediated delivery of nanoparticles and cargo into cells”, Nature Nanotechnology 2, 441 - 449 (2006), Published online: 10 June 2007, doi:10.1038/nnano.2007.149
