Los investigadores han desarrollado un método nuevo y altamente eficiente para la transferencia de genes. La técnica, que consiste en cultivar y transfectar células con material genético en una serie de nanotubos de carbono, parece superar las limitaciones de otras tecnologías de edición de genes.
El dispositivo, que se describe en un estudio publicado hoy en la revista pequeño , es el producto de una colaboración entre investigadores del Centro Médico de la Universidad de Rochester URMC y el Instituto de Tecnología de Rochester RIT.
"Esta plataforma tiene el potencial de hacer que el proceso de transferencia de genes sea más robusto y disminuir los efectos tóxicos, al tiempo que aumenta la cantidad y diversidad de carga genética que podemos entregar a las células", dijo Ian Dickerson, Ph.D., profesor asociado en elDepartamento de Neurociencia de la URMC y coautor del artículo.
"Esto representa un proceso muy simple, económico y eficiente que es bien tolerado por las células y puede entregar ADN con éxito en decenas de miles de células simultáneamente", dijo Michael Schrlau, Ph.D., profesor asistente en KateGleason College of Engineering en RIT y coautor del artículo.
Las terapias de transferencia de genes han sido muy prometedoras en medicina. Las nuevas técnicas de edición de genes, como CRISPR-Cas9, ahora permiten a los investigadores apuntar con precisión a segmentos de código genético que dan lugar a una gama de posibles aplicaciones científicas y médicas a partir de la reparación de defectos genéticos,a manipular células madre, a reingeniería de células inmunes para combatir infecciones y cáncer.
Actualmente, los científicos emplean varios métodos diferentes para insertar nuevas instrucciones genéticas en las células, incluida la creación de pequeños agujeros en la membrana celular mediante pulsos eléctricos, la inyección de ADN en las células mediante un dispositivo llamado "pistola de genes" y el empleo de virus para "infectar" las célulascon nuevo código genético.
Sin embargo, todos estos métodos tienden a sufrir dos problemas fundamentales. Primero, estos procesos pueden ser altamente tóxicos, dejando a los científicos con muy pocas células sanas con las que trabajar. Y segundo, estos métodos están restringidos en la cantidad de información genética:- o "carga útil": pueden entregarse en las celdas, lo que limita su aplicación. Estas técnicas también pueden llevar mucho tiempo y ser costosas.
El nuevo dispositivo descrito en el estudio fue fabricado en el Laboratorio de Interfaz Nano-Bio Schrlau en RIT por Masoud Golshadi, Ph.D. Mediante un proceso llamado deposición química de vapor, los investigadores crearon una estructura similar a un panal de abejas que consta de millones decarbo nanotubos densamente empaquetados con aberturas en ambos lados de una membrana delgada en forma de disco.
El dispositivo se empleó en el Laboratorio Dickerson en URMC para cultivar una serie de diferentes células humanas y animales. Después de 48 horas, las células se bañaron en un medio que contenía ADN líquido. Los nanotubos de carbono actuaron como conductos que atraían el material genético hacia el interior.utilizando este método, los investigadores observaron que el 98 por ciento de las células sobrevivieron y el 85 por ciento fueron transfectadas con éxito con el nuevo material genético.
El mecanismo de transferencia de ADN todavía está bajo investigación, pero los investigadores sospechan que puede ser a través de un proceso llamado endocitosis mejorada, un método por el cual las células transfieren haces de proteínas de un lado a otro a través de la membrana celular.
El dispositivo también ha demostrado la capacidad de cultivar con éxito una amplia gama de tipos de células, incluidas las células que suelen ser difíciles de cultivar y mantener vivas, como las células inmunes, las células madre y las neuronas.
Los investigadores ahora están optimizando la tecnología con la esperanza de que el dispositivo, que es económico de producir, pueda ponerse a disposición de los investigadores y, en última instancia, usarse para desarrollar nuevos tratamientos para una variedad de enfermedades.
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Materiales proporcionado por Centro médico de la Universidad de Rochester . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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