Chang Lu en zijn onderzoeksgroep voor chemische technologie bij Virginia Tech hebben ontdekt hoe ze de levering van DNA-ladingen in cellen "aanzienlijk kunnen verbeteren". De beschrijving van hun werk zal te zien zijn op de omslag van Lab op een chip (nummer 16), het belangrijkste tijdschrift voor onderzoekers in microfluïdica.

Het werk verschijnt ook in het nummer van 8 juli van Natuur tijdschrift (Vol. 466, P. 163).

Het uiteindelijke doel van Lu is om deze techniek toe te passen om genetisch gemodificeerde cellen te maken voor kankerimmunotherapie, stamceltherapie en weefselregeneratie.

Een van de meest gebruikte fysieke methoden om genen in cellen af ​​te leveren "is ongelooflijk inefficiënt omdat slechts een klein deel van het totale membraanoppervlak van een cel kan worden doordrongen, " zei Lu, een universitair hoofddocent chemische technologie aan Virginia Tech.

De methode waarnaar Lu verwijst heet elektroporatie, een fenomeen dat al tientallen jaren bekend is en dat de doorlaatbaarheid van een cel verhoogt door een elektrisch veld aan te leggen om kleine poriën in het celmembraan te genereren.

Lu noemde het proces 'een nieuwe draai aan de levering van DNA'. Hij legde het proces uit door te zeggen:"Conventionele elektroporatiemethoden leveren alleen DNA af binnen een zeer klein deel van het celoppervlak, bepaald door de fysica die de interactie tussen een elektrisch veld en een cel regelt. Onze methode maakt uniforme DNA-afgifte over het gehele celoppervlak mogelijk, dat is de eerste keer dat we weten dat dit is aangetoond. Het resultaat is een sterk verbeterde overdracht van het genetisch materiaal."

Lu zei dat zijn nieuwe benadering gebruikmaakt van "hydrodynamische effecten die uniek optreden wanneer vloeistoffen langs gebogen paden stromen. Het is bekend dat stroming onder deze omstandigheden wervelingen genereert. Cellen die door een dergelijke stroom worden gedragen, ervaren rotatie en spinnen die helpen het grootste deel van het oppervlak bloot te stellen aan de elektrische veld. " Het laten plaatsvinden van de genafgifte door stromen in gebogen paden is de sleutel in de genafgifte, in tegenstelling tot de traditioneel gebruikte, elektroporatie in statische oplossing of in rechte kanalen. "Een spiraalvormig kanaalontwerp levert een tweevoudige toename op dan een recht kanaal en een nog grotere factor in vergelijking met een statische oplossing, " hij voegde toe.

Door gebruik te maken van fluorescentiemicroscopie, ze waren in staat om het gebied op het celoppervlak dat werd onderworpen aan elektroporatie "in kaart te brengen", en bepaal de mate van het binnendringen van DNA in de cel.

Lu legde uit dat de conventionele afgifte met behulp van een cuvette-type apparaat met statische celsuspensie DNA-afgifte produceert die beperkt is tot een smalle zone op het celoppervlak. Echter, wanneer elektroporatie wordt toegepast op stromende cellen in een spiraalvormig of gebogen kanaal, de afbeeldingen "zien er dramatisch anders uit met de DNA-afgifte die uniform over het gehele celoppervlak is verdeeld."