Genbewerking is een van de meest besproken onderwerpen in kankeronderzoek. Een Chinees onderzoeksteam heeft nu een op goud-nanodeeltjes gebaseerd multifunctioneel voertuig ontwikkeld om de "genenschaar" naar het tumorcelgenoom te transporteren. Zoals de auteurs in het tijdschrift rapporteren Angewandte Chemie , hun niet-virale transport- en afgifteplatform van genbewerkingssystemen heeft het extra voordeel dat het hyperthermische kankertherapie combineert met genetische modificatie.

Sinds de ontdekking in 2002, de bacteriële antivirale verdedigingsstrategie CRISPR-Cas9 is naar voren gekomen als een van de meest populaire benaderingen van genoomengineering met brede toepassingen op het gebied van moleculaire biologie en medische biologie. Met behulp van het CRISPR-Cas9-systeem, een doelgen kan worden bewerkt, uitgeteld, of ingebracht in eukaryote cellen op een relatief eenvoudige en gemakkelijke manier. Echter, een van de zwakke punten is de enorme omvang, die het gebruik van specifieke niet-virale vehikels vereist om het grote plasmide aan de kern af te leveren. Combinatie van gevestigde lipideformuleringen met gouden nanodeeltjes, Wenfu Zheng en zijn collega's van het National Center for NanoScience and Technology, Peking, China, in samenwerking met medische wetenschappers in Japan en China, hebben een multifunctioneel hulpmiddel gevonden en getest op basis van eenvoudige componenten die het CRISPR-Cas9-systeem effectief in tumoren aflevert en vrijgeeft. Laserbestraling werd gebruikt om het lipide-nanogold-voertuig na binnenkomst in de tumorcellen te demonteren en de CRISPR-Cas9-genbewerking mogelijk te maken. De knock-out van het beoogde gen leidde vervolgens tot apoptose en remming van de tumorgroei.

Gouden nanodeeltjes zijn bijzonder aantrekkelijke dragers voor verschillende biologische moleculen vanwege hun gemakkelijke modificatie, stabiliteit, en licht-bestralingsreactie. Om ze om te bouwen tot een veelzijdig biologisch transport- en bezorgvoertuig, de wetenschappers hechtten eerst Tat-peptiden - die de kruising van het celkernmembraan vergemakkelijken - aan gouden nanodeeltjes. Vervolgens, het CRISPR-Cas9-plasmide dat het RNA bevat dat gericht is op het Plk-1-gen - waarvan de knock-out de tumorcelfunctie ernstig zou schaden - werd door elektrostatische interacties aan de Tat-peptiden gehecht, zodat ze hun lading zouden vrijgeven direct nadat ze de kern waren binnengegaan. Eindelijk, het nanoparticulaire systeem werd gecoat met een formulering van lipiden om de cellulaire opname te verbeteren.

Om het systeem te testen, cellen en tumordragende muizen werden beide toegediend met het CRISPR-Cas9-plasmide dragende nanogold-vehikel, en de release van de gen-editing machine werd veroorzaakt door een laser. "In dit onderzoek, bestraling met licht veroorzaakte de afgifte van het Tat-peptide uit de gouden nanodeeltjes op een tijd- en laserintensiteitsafhankelijke manier, " legden de auteurs uit. Andere benaderingen zijn ook mogelijk, zoals ze aangaven:aangezien de gouden nanodeeltjes opwarmen bij bestraling, ze zouden zelf als thermotherapeutische middelen kunnen dienen. Samengevat, dit relatief eenvoudige ontwerp met gouden nanodeeltjes, peptiden, en lipiden geassembleerd tot een geavanceerd multifunctioneel drager/afgiftesysteem zouden kunnen dienen als een multifunctioneel leveringsplatform voor verschillende aspecten van gentherapie.