Interdyscyplinarna grupa specjalistów pokazała po raz pierwszy, że enzymy będą pełniły swoje biochemiczne funkcje nawet jeśli umieści się je wewnątrz zaprojektowanego przez człowieka bioczipu. Jest to duże osiągnięcie w rozwoju technologii tych mikrourządzeń na potrzeby odkrywania nowych leków in vitro i projektowania narzędzi do ich dostarczania do miejsca działania. Pracę publikuje “Lab on a Chip“.

Naukowcy ze Szkoły Elektroniki Jamesa Clarka i Instytutu Biotechnologii na Uniwersytecie w Maryland (USA) stworzyli bioczip czyli cienką fabrykę bioprocesów zawierającą liczne elementy o określonych właściwościach elektrycznych i optycznych. Wykorzystali napięcie elektryczne do umieszczenia naturalnie występującego biopolimeru chitosanu, który stanowi platformę dla zamontowania innych biocząsteczek. Następnie z powodzeniem udało się umieścić enzym bakteryjny wewnątrz bioczipu i wykazać, że potrafi on nadal katalitycznie modyfikować małe cząsteczki jak na przykład S-adenozylo-L-homocysteinę (SAH) do adeniny i S-rybozylomonocysteiny (SRH) czyli produktów niezbędnych do komunikacji międzykomórkowej.

Do stworzenia mikroczipu przyczynili się specjaliści z różnych dziedzin takich jak inżynieria, biopolimery, mikrosystemy chemiczne i materiałoznawstwo. Autorzy badań twierdzą, że wykorzystanie bioczipów umożliwi testowanie potencjalnych leków w celu sprawdzenia, jak wpływają one na procesy biochemiczne kluczowe dla życia komórek. Wierzą także, że umożliwią one naukowcom stworzenie nowych, bardziej efektywnych leków w znacznie krótszym czasie i za mniejsze pieniądze.

Naukowcy z Uniwersytetu Stanowego Maryland szukają leków, które zamiast zabijać bakterie, będą uniemożliwiały mikoorganizmom tworzenia populacji poprzez zaburzenie komunikacji między nimi. W najbliższym czasie grupa planuje także wykorzystać zaprogramowane biologiczne mikrofabryki jako narzędzia do szybkiego testowania i rozwoju nowych leków.

Joanna Kasprzak (Czwojdrak)

źródło: MediNews.com, “In-Vitro Programmable Biologic Microfactories Created for Drug Discovery and Delivery”

———————————
Oryginalna publikacja: Xiaolong Luo et al., “Programmable assembly of a metabolic pathway enzyme in a pre-packaged reusable bioMEMS device”, Lab Chip, 2008, 8, 420 - 430, doi:10.1039/b713756g