Loodud potentsiaalsed geeniteraapia kandjad, mis jäljendavad viirusi, ilma riskita

Loodud potentsiaalsed geeniteraapia kandjad, mis jäljendavad viirusi, ilma riskita
Loodud potentsiaalsed geeniteraapia kandjad, mis jäljendavad viirusi, ilma riskita
Anonim

St. Louisi Washingtoni ülikooli keemikud on loonud pisikesi sünteetilisi polümeeriosakesi, mis jäljendavad viiruseid ja näitavad potentsiaali uue suuna saavutamiseks geeniteraapias ja muudes potentsiaalsetes biomeditsiinilistes rakendustes.

Nanoosakesel (nanomeeter on ligikaudu üks miljard jardist) on ebatõenäoline nimi knedel (k-ned-l), kuna see sarnaneb populaarse Poola pelmeeniga, mis on täidetud kas liha või maiustustega.. Knedelid on koorega ristseotud struktuurid, mis ümbritsevad hüdrofoobset või vees lahustumatut tuumadomeeni.Ütlematagi selge, et põlved on palja silmaga nägemiseks liiga väikesed. Nende läbimõõt on vahemikus 10 kuni 100 nanomeetrit, nii et need on sarnase suurusega paljude globulaarsete valkude ja viirustega. Organismis eeldatakse, et immuunsüsteem ei suuda neid tuvastada.

Karen L. Wooley, Ph.D., kunstide ja teaduste keemiaprofessor, teatas hiljuti, et tema ja tema Washingtoni ülikooli kolleegid, Ph.D. Jianquan Liu ja Ph.D. Qi Zhang, mõlemad keemiauurijad ja keemiateaduse abiprofessor Ph.D. Tomasz Kowaleski on eduk alt õõnestanud knedeli südamiku, et toota "nanopuure" ja kinnitanud südamikule fluorestseeruva sildi. Samuti kinnitasid nad nanostruktuuri välisküljele polüpeptiidi, mida nimetatakse valgu transduktsioonidomeeniks (PTD). Selle idee said nad Steven F. Dowdylt, Ph.D.-lt, St. Louisis asuva Washingtoni ülikooli meditsiinikooli patoloogia dotsendilt. Dowdy demonstreeris tõhusust, millega PTD valke rakkudesse muundab.

Äärmiselt võimsate mikroskoopide abil suutsid Wooley ja tema kolleegid tuvastada rakupindadega seonduvad peptiidi kandvad põlved. Teine rühm nanoosakesi, millel polnud PTD-d, kuid millel olid fluorestseeruvad märgised, ei seondunud sihtrakkudega.

'Uus territoorium'Saavutus on samm knedeli nanoosakeste kasutamise suunas potentsiaalsete geeniteraapia kandjate või vektoritena. Enamikus geeniteraapia katsetes kasutatakse tänapäeval elusviirusi, mis on nõrgenenud RNA, DNA või muu terapeutilise kasuliku koormuse kandmiseks. Geeniteraapia on aga alates selle loomisest kümme aastat tagasi kokku puutunud suurte raskustega ja suur osa probleemidest on seotud elusviiruste turvalise kasutamisega. Raskused saavutasid traagilised mõõtmed 1999. aasta septembris, kui 18-aastane geeniteraapia patsient suri pärast seda, kui talle süstiti geneetiliselt muundatud adenoviirust, mis kandis poisi ensüümipuudulikkust kontrollivat geeni.

Wooley knedels on biomiimika – need on loodud käituma nagu viirused, mis biokeemiliselt tõmbavad ligi peremehi, keda nad püüavad nakatada.Kuid biomiimika ei ohusta elusviiruse levikut, millel, nagu ka surnud 18-aastasel noormehel, võib olla mürgine või teisest küljest tühine mõju.

"Me ühendame sünteetilisi konstruktsioone bioloogiliste tükkidega," selgitab Wooley. "Seda nimetatakse biokonjugatsiooniks ja see on meie jaoks täiesti uus territoorium. Oleme huvitatud õõnsate puuridega nanoosakeste valmistamisest, millesse saaks panna peptiide, geene, valke ja väikese molekuliga ravimeid, igasuguseid biomeditsiinilisi võimalusi, isegi teiste rakkude või molekulide hävitamine. Teised teadlased teevad osakeste uurimisel sarnaseid asju, kuid tundub, et nad ei suuda langeda samasse suurusvahemikku kui meie."

Wooley tutvustas nende viimaste tulemuste üksikasju Ameerika Keemiaühingu riiklikul koosolekul, mis toimus 26.–31. märtsil 2000 San Franciscos.

Lisaks geeniteraapiale kavatsevad Wooley ja tema rühm uurida põlvede potentsiaali biopüüdjatena.Kuna osakesed on ka keemiliselt sarnased lipoproteiinidega, mis sisaldavad kolesterooli, võib olla võimalik konstrueerida knedeleid, mis jäljendavad kõrge tihedusega lipoproteiine (HDL), nn head kolesterooli, mis eemaldavad madala tihedusega lipoproteiinid (LDL) või halvad lipoproteiinid. kolesterool.

Next up for Wooley on sobiva geneetilise materjali otsimine, mis asetatakse nanopuuri ja viiakse peremeesorganismi sihtmärkideni.

"Meil ei ole veel kandidaati, kuid oleme kindlad, et leiame selle," ütleb Wooley. "Oleme põlvkondadega kaugele jõudnud, palju on veel minna."

Populaarne teema