ریز ذرات معدنی هستند بهتر وسایل نقلیه برای امیدوار کننده ژن درمانی

MADISON, Wis. -- دانشگاه ویسکانسین-مدیسون محققان توسعه یافته تر و کارآمد تر راه را برای ارائه یک وعده روش جدید برای درمان سرطان و اختلالات کبدی و برای واکسیناسیون -- از جمله COVID-19 واکسن از مدرن درمان که پیشرفته است به آزمایشات بالینی بر روی انسان است.

تکنولوژی متکی بر قرار دادن به سلول قطعات با دقت طراحی شده است messenger RNA (mRNA) یک نوار از مواد ژنتیکی است که سلول های انسان به طور معمول رونویسی از یک فرد DNA به منظور ایجاد پروتئین های مفید و رفتن در مورد کسب و کار خود را. مشکلات ارائه mRNA با خیال راحت و دست نخورده و بدون در حال اجرا گرفتار سیستم ایمنی بدن را برگشت برگزار mRNA درمان مبتنی بر اما محققان UW-مدیسون در حال ساخت توپ های کوچک از مواد معدنی است که به نظر می رسد برای انجام این ترفند در موش سوری.

"این ميکروپارتيکلهای دارای خلل و فرج در سطح خود هستند که در مقیاس نانومتر است که اجازه می دهد آنها را به بلند کردن و حمل مولکول مثل پروتئین یا رسول RNA می گوید:" ویلیام مورفی یک UW-Madison استاد مهندسی پزشکی و ارتوپدی. "آنها شبیه چیزی است که معمولا دیده می شود در باستان شناسی, هنگامی که ما پیدا کردن دست نخورده پروتئین یا DNA در یک استخوان نمونه و یا پوسته تخم مرغ از هزاران سال پیش. از اجزای معدنی کمک به ایجاد ثبات در آن مولکول برای همه است."

مورفی و UW-Madison همکاران با استفاده از مواد معدنی با پوشش ميکروپارتيکلهای (MCMs) -- است که 5 تا 10 میکرومتر در قطر به اندازه یک سلول انسان-در یک سری از آزمایشات برای ارائه mRNA ژن به سلول های اطراف زخم در موش های ديابتی. زخم شفا سریع تر در MCM-درمان موش و سلول های مربوط به آزمایش نشان داد که بسیار کارآمد تر وانت از مولکول های mRNA از دیگر روش های تحویل.

محققان توصیف یافته های خود را امروز در مجله علم پیشرفت.

در سلول های سالم DNA رونویسی به mRNA و mRNA به عنوان دستورالعمل سلول را با استفاده از ماشین آلات را به پروتئین. یک نوار از mRNA ایجاد شده در آزمایشگاه می تواند جایگزین این روند به یک سلول را به چیزی جدید. اگر چیزی است که یک نوع خاصی از آنتی ژن یک مولکول است که هشدار سیستم ایمنی بدن به وجود یک برنامه به طور بالقوه مضر ویروس mRNA انجام این کار از یک واکسن.

این محققان UW-مدیسون کد mRNA با دستورالعمل کارگردانی سلول ribosomes به پمپ کردن یک فاکتور رشد یک پروتئین که باعث بهبود فرآیندهای که در غیر این صورت آهسته به آشکار شدن و یا مدتی در موش های ديابتی (و بسیاری از شدت افراد دیابتی).

mRNA کوتاه مدت است در بدن هر چند, بنابراین برای ارائه به اندازه کافی به سلول ها به طور معمول به معنی اداره و بزرگ مکرر دوز که در آن mRNA رشته های در حال انجام توسط ظروف ساخته شده از مولکول ها به نام پلیمرهای یونی.

"بعضی اوقات کاتیونی جزء سمی است. بیشتر mRNA شما تحویل بیشتر اثر درمانی شما اما بیشتر احتمال دارد آن است که شما در حال رفتن برای دیدن اثر سمی بیش از حد. پس, این یک trade-off" مورفی می گوید. آنچه ما دریافتیم این است که زمانی که ما تحویل از MCMs ما نمی بینیم که سمیت. و چون MCM تحویل محافظت mRNA از اهانت آمیز شما می توانید بیشتر mRNA که در آن شما می خواهید آن را در حالی که کاهش اثرات سمی."

این مطالعه جدید همچنین زوج mRNA با سیستم ایمنی بدن مهار پروتئین را به مطمئن شوید که هدف سلول ها نمی انتخاب mRNA را به عنوان یک جسم خارجی و از بین بردن و یا بیرون آن.

موفق mRNA تحویل معمولا نگه می دارد یک تلفن کار در دستورالعمل جدید برای حدود 24 ساعت و مولکول های آنها تولید پراکنده در سراسر بدن است. که به اندازه کافی برای واکسن ها و آنتی ژن تولید می کنند. برای حفظ طولانی فرآیندهای مانند رشد جایگزینی بافت برای التیام پوست و یا اندام پروتئین یا فاکتورهای رشد تولید شده توسط سلول ها نیاز به چسبیدن به اطراف برای زمان بسیار طولانی.

"آنچه ما دیده ایم با MCMs است هنگامی که سلول ها را تا mRNA و شروع به ساخت پروتئین که پروتئین متصل خواهد شد حق بازگشت در MCM ذرات" مورفی می گوید. "پس از آن منتشر می شود در طول هفته. ما اساسا در نظر گرفتن چیزی که به طور معمول شاید آخرین ساعت یا حتی یک روز ما در حال ساخت آن برای مدت زمان طولانی گذشته."

و چون MCMs اندازه کافی بزرگ هستند که آنها نمی وارد جریان خون و شناور دور آنها اقامت راست جایی که آنها مورد نیاز برای نگه داشتن آزاد مفید درمانی است. در موش ها که درمانی فعالیت های نگهداری برای رفتن بیش از 20 روز است.

"آنها ساخته شده از مواد مشابه به مینای دندان و استخوان اما طراحی شده به reabsorbed توسط بدن زمانی که آنها مفید دیگر می گوید:" مورفی است که کار پشتیبانی شده توسط آژانس حفاظت از محیط زیست موسسه ملی بهداشت و بنیاد ملی علوم و کمک مالی از UW-Madison آلوم مایکل و مری سو شانون.

"ما می توانیم کنترل طول عمر خود را با تنظیم راه آنها ساخته شده به طوری که آنها حل ضرر هنگامی که ما می خواهیم."

###

این فن آوری در پشت ميکروپارتيکلهای اختراع شد با کمک ویسکانسین فارغ التحصیلان بنیاد تحقیقات و مجوز به Dianomi درمان یک شرکت مورفی تاسیس.

محققان در حال حاضر مشغول کار بر روی رشد استخوان و غضروف و ترمیم ضایعات نخاعی با mRNA تحویل داده شده توسط MCMs.

این پژوهش با حمایت مالی از سازمان حفاظت محیط زیست (S3.تار اعطای 83573701), موسسه ملی بهداشت (R01AR059916, R21EB019558 NIH 5 T32 GM008349) و بنیاد ملی علوم (DMR 1105591, DGE-1256259).

کریس Barncard, barncard@wisc.edu

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.