Gouden nanodeeltjes zijn veelbelovend als vehikels voor het efficiënt afleveren van therapeutische nucleïnezuren, zoals ziektebestrijdende genen en kleine interfererende RNA (siRNA) moleculen, aan tumoren. Nutsvoorzieningen, een team van onderzoekers van de Northwestern University heeft aangetoond dat de veiligheid van gouden nanodeeltjes-nucleïnezuurformuleringen aanzienlijk afhangt van hoe de nucleïnezuren en nanodeeltjes aan elkaar zijn gekoppeld, een bevinding met belangrijke implicaties voor die onderzoekers die dergelijke constructies ontwikkelen.

Tsjaad Mirkin, co-hoofdonderzoeker van het Northwestern University Center for Cancer Nanotechnology Excellence, een van de mooie centra die zijn opgericht door het National Cancer Institute (NCI), leidde het team van onderzoekers dat bestudeerde hoe cellen reageren op verschillende formuleringen van nucleïnezuur-nanodeeltjes. De onderzoekers publiceerden hun resultaten in het tijdschrift ACS Nano .

Om te meten hoe kankercellen reageren wanneer ze nanodeeltjes opnemen, Dr. Mirkin en zijn collega's gebruikten een techniek die bekend staat als genoombrede expressieprofilering, die relatieve veranderingen in globale genexpressie meet. De onderzoekers voegden verschillende soorten nanodeeltjes toe aan kankercellen die in kweekschalen groeiden en verkregen vervolgens volledige genoomexpressieprofielen voor de cellen. In alle experimenten, de onderzoekers hechtten niet-gerichte nucleïnezuren aan de nanodeeltjes om genveranderingen te minimaliseren die zouden kunnen worden veroorzaakt door een therapeutisch effect met betrekking tot een specifiek, ontworpen interactie tussen het nucleïnezuur en een gericht gen.

De resultaten van deze vergelijkende onderzoeken toonden aan dat de oppervlakte-eigenschappen van de nanodeeltjes een diepgaande invloed hadden op hoe een bepaald nanodeeltje de genexpressie in een cel beïnvloedt. De onderzoekers zagen het meest verrassende en opmerkelijke verschil toen ze twee nanodeeltjes vergeleken die alleen verschilden in de manier waarop de nucleïnezuren aan het oppervlak van de nanodeeltjes waren gehecht. Nanodeeltjes die losjes aan de nucleïnezuren zijn gekoppeld, veroorzaakten grootschalige veranderingen in genexpressie, terwijl daarentegen nanodeeltjes die via een covalente chemische binding stevig aan nucleïnezuren waren gekoppeld, hadden vrijwel geen effect op genexpressie. Deze bevindingen, merkten de onderzoekers op, laten zien hoe belangrijk het is om nanodeeltjes volledig te karakteriseren, niet alleen in termen van vorm en grootte, maar ook met betrekking tot hun oppervlakte-eigenschappen.