Gli ingegneri dimostrano che la luce del vicino infrarosso può innescare il rilascio di CRISPR-Cas9 per rallentare la crescita del tumore.
#biochimica, #biomedicina, #nanomedicina
Gli ingegneri stanno migliorando il prodotto biotecnologico più popolare del momento. Gli scienziati cinesi hanno riferito che possono controllare con la luce il metodo di modifica genetica CRISPR-Cas9.
I ricercatori hanno detto che il metodo sostituisce l'uso dei virus CRISPR tradizionalmente usati, dando agli scienziati un controllo temporaneo sullo strumento. Hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Science Advances.
La tecnica ha il potenziale per colpire e uccidere le cellule tumorali, dice Yujun Song, autore dell'articolo e professore presso la facoltà di ingegneria e scienze applicate dell'Università di Nanjing, in Cina.
CRISPR è l'abbreviazione di: Short Palindric Repeats, A e Spaced Eegularly. È un fenomeno genetico che si verifica nei microbi che ha permesso agli scienziati di ottenere una macchina per il taglio del DNA. In combinazione con alcune proteine, normalmente chiamate Cas9, il complesso biologico può tagliare e inserire il DNA, alterando il codice genetico della vita.
L'amministrazione fisica di CRISPR-Cas9 in una cellula di solito richiede che il complesso aderisca a un virus. Il virus penetra nel nucleo della cellula bersaglio e fornisce la macchina per il taglio e l'incollatura CRISPR. La strategia funziona, ma l'uso dei virus come metodo di somministrazione può portare a problemi come il cancro o una risposta immunitaria.
I ricercatori hanno proposto diversi materiali di consegna alternativi, tra cui nanoparticelle d'oro, fosforo nero, strutture metalliche e organiche, ossido di grafite e vari nanomateriali. Questi metodi evitano alcune trappole di virus ma non consentono agli scienziati di controllare i tempi della manipolazione genetica.
Ecco dove entra in gioco la luce. Gli autori del nuovo rapporto hanno ancorato CRISPR-Cas9 con un composto chimico fotosensibile in nanoparticelle che convertono la luce. Esponendo le particelle alla luce, gli scienziati hanno liberato il rilascio di CRISPR-Cas9 delle nanoparticelle e le hanno consegnate alle cellule quando ne avevano bisogno.
Il sistema non è solo intelligente perché può controllare i tempi di avvio di CRISPR-Cas9, ma anche perché può essere consegnato in profondità nel corpo e controllato a distanza.
La chiave per il controllo remoto del sistema consiste nell'uso di nanoparticelle di conversione della luce come materiale di consegna. Queste nanoparticelle assorbono e convertono le radiazioni del vicino infrarosso (NIR) a bassa energia in luce visibile, la luce ultravioletta (UV) e sono state recentemente utilizzate in altre applicazioni biomediche.
Entrambi i tipi di luce sono necessari per eseguire il lavoro. La luce NIR penetra nel tessuto umano per raggiungere le nanoparticelle nel profondo del corpo (qualcosa che la luce UV non può). E la luce UV ha la capacità di separare molecole fotosensibili e rilasciare CRISPR-Cas9.
Gli autori hanno testato il loro sistema in topi con tumori. Hanno caricato il complesso CRISPR-Cas9 con un codice genetico che ha bloccato la produzione di una proteina associata a cellule cancerose. Quindi hanno ancorato il complesso CRISPR-Cas9 alle nanoparticelle di conversione ascendente e le hanno iniettate nei siti tumorali dei topi.
Quindi hanno irradiato la luce NIR dall'esterno del corpo del mouse verso il bersaglio e attivato le nanoparticelle per convertirlo ed emettere luce UV. La luce UV rompe il composto fotosensibile e rilascia il complesso CRISPR-Cas9 per svolgere il suo compito. La crescita tumorale nei topi è stata ridotta, hanno riferito gli autori.
I ricercatori sperano di applicare lo strumento non solo al cancro, ma anche al morbo di Parkinson e al diabete, afferma Song. "Il nostro gruppo si concentrerà sulla nanomedicina e svilupperemo lo strumento per curare le malattie nel corpo umano", dice. Altri importanti collaboratori del documento sono Youhui Lin, del Biomimicry and Soft Matter Research Institute della Xiamen University e Yuzhen Wang del Flexible Electronics Laboratory e l'Advanced Materials Institute della Nanjing Tech University.
Riferimenti:
https://advances.sciencemag.org/content/5/4/eaav7199
http://stuex.nju.edu.cn/en/a/Scientific_Research/chief_professors/School_of_Engineering___Applied_Sciences/
https://advances.sciencemag.org/content/5/4/eaav7199
https://spectrum.ieee.org/biomedical/diagnostics/software-helps-gene-editing-tool-crispr-live-up-to-its-hype
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.7b07874
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29266160
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29272114
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201806941
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201708689
http://iam.njtech.edu.cn/en/view.asp?id=296&class=44
https://cpst.xmu.edu.cn/en/info/1088/1066.htm
#biochimica, #biomedicina, #nanomedicina
I ricercatori hanno detto che il metodo sostituisce l'uso dei virus CRISPR tradizionalmente usati, dando agli scienziati un controllo temporaneo sullo strumento. Hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Science Advances.
La tecnica ha il potenziale per colpire e uccidere le cellule tumorali, dice Yujun Song, autore dell'articolo e professore presso la facoltà di ingegneria e scienze applicate dell'Università di Nanjing, in Cina.
CRISPR è l'abbreviazione di: Short Palindric Repeats, A e Spaced Eegularly. È un fenomeno genetico che si verifica nei microbi che ha permesso agli scienziati di ottenere una macchina per il taglio del DNA. In combinazione con alcune proteine, normalmente chiamate Cas9, il complesso biologico può tagliare e inserire il DNA, alterando il codice genetico della vita.
L'amministrazione fisica di CRISPR-Cas9 in una cellula di solito richiede che il complesso aderisca a un virus. Il virus penetra nel nucleo della cellula bersaglio e fornisce la macchina per il taglio e l'incollatura CRISPR. La strategia funziona, ma l'uso dei virus come metodo di somministrazione può portare a problemi come il cancro o una risposta immunitaria.
I ricercatori hanno proposto diversi materiali di consegna alternativi, tra cui nanoparticelle d'oro, fosforo nero, strutture metalliche e organiche, ossido di grafite e vari nanomateriali. Questi metodi evitano alcune trappole di virus ma non consentono agli scienziati di controllare i tempi della manipolazione genetica.
Ecco dove entra in gioco la luce. Gli autori del nuovo rapporto hanno ancorato CRISPR-Cas9 con un composto chimico fotosensibile in nanoparticelle che convertono la luce. Esponendo le particelle alla luce, gli scienziati hanno liberato il rilascio di CRISPR-Cas9 delle nanoparticelle e le hanno consegnate alle cellule quando ne avevano bisogno.
Il sistema non è solo intelligente perché può controllare i tempi di avvio di CRISPR-Cas9, ma anche perché può essere consegnato in profondità nel corpo e controllato a distanza.
La chiave per il controllo remoto del sistema consiste nell'uso di nanoparticelle di conversione della luce come materiale di consegna. Queste nanoparticelle assorbono e convertono le radiazioni del vicino infrarosso (NIR) a bassa energia in luce visibile, la luce ultravioletta (UV) e sono state recentemente utilizzate in altre applicazioni biomediche.
Entrambi i tipi di luce sono necessari per eseguire il lavoro. La luce NIR penetra nel tessuto umano per raggiungere le nanoparticelle nel profondo del corpo (qualcosa che la luce UV non può). E la luce UV ha la capacità di separare molecole fotosensibili e rilasciare CRISPR-Cas9.
Gli autori hanno testato il loro sistema in topi con tumori. Hanno caricato il complesso CRISPR-Cas9 con un codice genetico che ha bloccato la produzione di una proteina associata a cellule cancerose. Quindi hanno ancorato il complesso CRISPR-Cas9 alle nanoparticelle di conversione ascendente e le hanno iniettate nei siti tumorali dei topi.
I ricercatori sperano di applicare lo strumento non solo al cancro, ma anche al morbo di Parkinson e al diabete, afferma Song. "Il nostro gruppo si concentrerà sulla nanomedicina e svilupperemo lo strumento per curare le malattie nel corpo umano", dice. Altri importanti collaboratori del documento sono Youhui Lin, del Biomimicry and Soft Matter Research Institute della Xiamen University e Yuzhen Wang del Flexible Electronics Laboratory e l'Advanced Materials Institute della Nanjing Tech University.
Riferimenti:
https://advances.sciencemag.org/content/5/4/eaav7199
http://stuex.nju.edu.cn/en/a/Scientific_Research/chief_professors/School_of_Engineering___Applied_Sciences/
https://advances.sciencemag.org/content/5/4/eaav7199
https://spectrum.ieee.org/biomedical/diagnostics/software-helps-gene-editing-tool-crispr-live-up-to-its-hype
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.7b07874
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29266160
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29272114
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201806941
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201708689
http://iam.njtech.edu.cn/en/view.asp?id=296&class=44
https://cpst.xmu.edu.cn/en/info/1088/1066.htm
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