science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Kanker doden in het heetst van de strijd

De levering en activering van genen door gouden nanostaafjes. Gouden nanostaafjes gecoat met geladen lipiden binden efficiënt aan DNA en dringen cellen binnen. Het team ontwierp een kunstmatig gen dat wordt ingeschakeld door warmte die wordt gegenereerd door de gouden nanostaafjes bij blootstelling aan bijna-infraroodlichtverlichting. Krediet:Kyoto University iCeMS

Mineko Kengaku, Tatsuya Murakami, en hun collega's van het Institute for Integrated Cell-Material Sciences (iCeMS) van de Universiteit van Kyoto hebben een nieuwe methode ontwikkeld die het oppervlak van nanostaafjes wijzigt, waardoor ze efficiënter zijn in het transporteren van kankerdodende genen naar cellen.

De methode omvat het coaten van gouden nanostaafjes, die warmte produceren bij blootstelling aan een nabij-infraroodlaser, met de lipiden oleaat en DOTAP. De lipiden verbeteren het vermogen van de nanostaafjes om te interageren met cellen en deze binnen te dringen.

Het team ontwikkelde ook een gendrager, bekend als een plasmidevector, die een 'heatshock-eiwit' bevat dat wordt geactiveerd als reactie op hitte.

Eerst, de vector was gebonden aan het gen 'enhanced green fluorescent protein' (EGFP), en vervolgens overgebracht naar zoogdiercellen door de met lipiden beklede gouden nanostaafjes. Door cellen tien seconden lang bloot te stellen aan nabij-infrarood laser werden de gouden nanostaafjes verhit, het EGFP-gen aanzetten. rondom, niet-gerichte cellen vertoonden weinig tot geen EGFP-expressie.

Een eiwit genaamd TRAIL werd vervolgens aan de plasmidevector toegevoegd. TRAIL induceert celdood in kankercellijnen. Infraroodverlichting van cellen getransfecteerd door TRAIL-dragende nanostaafjes leidde tot een hoog celsterftecijfer in omringende kankercellen.

De met lipiden beklede gouden nanostaafjes kunnen mogelijk helpen bij moleculaire kankertherapieën.

Dit nieuwe systeem "biedt een unieke kans voor sitegerichte, licht-induceerbare transgenexpressie in zoogdiercellen door een nabij-infrarood laser, met minimale fototoxiciteit, " concluderen de onderzoekers in hun studie gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschappelijke rapporten .

Gouden nanostaafjes die het warmte-induceerbare TRAIL-gen dragen, worden in kankercellen getransfecteerd. Kankercellen brengen TRAIL-receptoren tot expressie, terwijl normale cellen dat niet doen. Belichting door een nabij-infraroodlaser verwarmt gouden nanostaafjes en induceert TRAIL-expressie in getransfecteerde cellen. TRAIL doodt dan de omringende kankercellen. Krediet:Kyoto University iCeMS