(PhysOrg.com) -- Il nuovo microchip delle dimensioni di un francobollo consente una produzione più rapida di nano-veicoli altamente efficienti per il rilascio di geni.

La terapia genica mantiene la promessa di curare una varietà di malattie, compreso il cancro, e le nanoparticelle sono state riconosciute come veicoli promettenti per la consegna efficace e sicura di geni in tipi specifici di cellule o tessuti. Ciò può fornire una strategia di manipolazione genica e/o terapia alternativa agli approcci convenzionali che utilizzano i virus.

Però, il processo esistente disponibile per produrre ed esaminare le nanoparticelle a questo scopo è limitato a causa dell'uso di approcci sintetici convenzionali che sono ingombranti e richiedono tempo. Inoltre, gli approcci convenzionali spesso non sono sufficienti per generare risultati produttivi che soddisfino la complessa esigenza in biologia, in questo caso, prestazioni ottimali di consegna del gene.

Nel tentativo di superare questo problema, I ricercatori dell'UCLA del California NanoSystems Institute e del Crump Institute for Molecular Imaging hanno stabilito un modo più rapido per produrre nano-veicoli altamente efficienti per la consegna genica. Il team di ricerca ha sviluppato un approccio sintetico supramolecolare per produrre una libreria di nanoparticelle per la consegna genica semplicemente mescolando diversi elementi costitutivi molecolari e carichi utili di DNA (senza l'uso di sintesi complicate/multifase). Al fine di snellire il processo, un microreattore digitale dual core (DCM), o microchip, è stato progettato e fabbricato per produrre ed esaminare la libreria di virus artificiali alla ricerca di prestazioni ottimali di consegna genica.

In un articolo apparso sulla copertina del numero di ottobre di ACS Nano, il gruppo di ricerca delinea i loro risultati, che rappresentano una dimostrazione proof-of-concept per stabilire il nuovo metodo per eseguire i biotest che sono tipicamente condotti per misurare gli effetti di una sostanza su un organismo vivente e sono essenziali nello sviluppo di nuovi farmaci.

“Prevediamo che il nostro nuovo approccio possa essere adottato per generare veicoli basati su nanoparticelle per consegnare una varietà di carichi, compresi diversi geni, siRNA, proteine, droghe, così come qualsiasi combinazione di questi elementi, ", ha affermato il professor Hsian-Rong Tseng, un professore associato di farmacologia molecolare e medica e membro del CNSI e Crump.

“A differenza dei metodi convenzionali basati su operazioni manuali, il microchip UCLA è specificamente progettato per evitare l'errore umano, accelerare le procedure di movimentazione, migliorare la riproducibilità e ottenere un uso economico dei campioni, ”   ha affermato il dott. Hao Wang, un ricercatore associato del personale nel laboratorio di ricerca del Dr. Tseng e l'autore principale di questo articolo. "Consente la formulazione automatizzata di una libreria su larga scala composta da un massimo di 648 diverse nanoparticelle contenenti DNA entro 2,5 ore".

Negli ultimi sei anni, Il gruppo di ricerca di Tseng ha aperto la strada all'esplorazione della microfluidica digitale per reazioni chimiche sequenziali e parallele. La microfludica digitale è una tecnologia alternativa per i sistemi lab-on-a-chip basati sulla micromanipolazione di goccioline isolate.

Il team di ricerca sta attualmente esplorando l'uso di questi nano-veicoli altamente efficienti per la consegna di geni che facilitano la riprogrammazione delle cellule umane al fine di generare cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) che sono cruciali nel campo della medicina rigenerativa.

Guidati dal professor Tseng, il team dell'UCLA ha collaborato con i ricercatori del Centro per le nanoscienze e le nanotecnologie della Wuhan Textile University, Cina e l'Università del Texas Health Center di Houston, Texas. La ricerca è stata supportata dal NIH-NCI NanoSystems Biology Cancer Center e dal California Institute of Regenerative Medicine.