I DNAsomi iniziano con brevi catene di DNA sintetico progettate per essere complementari su parte della loro lunghezza in modo che si uniscano in microscopiche forme a Y. Una molecola lipidica è attaccata, e coloranti fluorescenti possono essere attaccati per il monitoraggio. I farmaci o l'RNA sono legati chimicamente all'unità a forma di Y, poi tante unità assemblate in una sfera, delle dimensioni di un virus, che possono entrare nelle celle e consegnare il loro carico utile.
(PhysOrg.com) -- Il DNA non è più solo per la genetica. I ricercatori della Cornell stanno usando il DNA sintetico per creare nanoparticelle, soprannominato DNAsomi, che possono fornire farmaci e terapia genetica all'interno delle cellule.
Dan Luo, professore di ingegneria biologica e ambientale, e colleghi riportano il loro lavoro nel numero del 3 gennaio della rivista Piccolo .
DNAsomi, Luo ha detto, può trasportare più farmaci così come molecole di RNA progettate per bloccare l'espressione dei geni, un miglioramento rispetto ad altri sistemi di somministrazione di farmaci come i liposomi (minuscoli involucri delle molecole fosfolipidiche che compongono le membrane cellulari) o le nanoparticelle polimeriche. Anche, alcuni altri sistemi di somministrazione possono essere tossici per le cellule, hanno detto i ricercatori.
Nel suo habitat naturale nel nucleo di una cellula, Il DNA è costituito da molecole a catena lunga che sono complementari, attaccandosi l'uno all'altro come una serie di blocchi Lego su tutta la loro lunghezza per formare la famosa doppia elica. Il gruppo di ricerca Luo crea brevi catene di DNA sintetico progettate per attaccarsi solo su una parte della loro lunghezza in modo che si uniscano in forme come croci, Ts o Ys.
I DNAsomi sono assemblati da unità a forma di Y, ciascuno composto da tre filamenti di DNA. Una molecola lipidica è attaccata alla coda della Y, e i farmaci da consegnare sono legati chimicamente alle braccia. Quando l'obiettivo è bloccare l'espressione dei geni con molecole di siRNA (piccolo RNA interferente), il DNA sintetico può essere progettato con una sezione complementare all'RNA in modo che l'RNA vi si attacchi liberamente. La somministrazione di siRNA è stata una sfida particolare per altri sistemi di somministrazione di farmaci, hanno notato i ricercatori.
In soluzione acquosa, la combinazione di DNA, che è attratto dalle molecole d'acqua, e lipidi, che sono respinti dall'acqua, fa sì che le unità Y si autoassemblano in sfere cave da 100 a 5, 000 nanometri di diametro, costituito da più strati di DNA, lipidi e carichi.
"La bellezza di questo è che il corpo della cosa è anche un corpo di droga, " disse Luo. Circa le dimensioni di un virus, il DNAsoma sarà inghiottito dalla membrana cellulare e portato in una cellula in modo simile a un virus, Lui ha spiegato. Il DNAsoma può essere etichettato con molecole che prendono di mira un particolare tipo di cellula, come una cellula cancerosa.
Ciò che accade all'interno della cellula per rilasciare i farmaci è ancora una "scatola nera, "Luo ha detto, come con altri sistemi di somministrazione di farmaci, ma i test mostrano che il carico viene consegnato. I ricercatori hanno caricato i DNAsomi con un colorante fluorescente e li hanno introdotti in una coltura di cellule ovariche di criceto. Le microfotografie hanno mostrato le cellule ovariche incandescenti sotto la luce ultravioletta. In particolare, i ricercatori hanno scoperto, il carico era stato consegnato sia al citoplasma che al nucleo delle cellule, una considerazione importante per la somministrazione multipla di farmaci, poiché farmaci diversi potrebbero avere bersagli diversi nella cellula. In esperimenti successivi i ricercatori hanno verificato la capacità dei DNAsomi di fornire più farmaci oltre a siRNA.
I DNAsomi sono denominati per analogia con i liposomi. Il suffisso --some deriva da una parola latina che significa "corpo".
Il ricercatore capo dello studio è Young Hoon Roh, che era uno studente laureato nel gruppo Luo e ha appena conseguito il dottorato di ricerca. David Muller, professore di fisica applicata e ingegneria, e il suo gruppo di ricerca hanno collaborato al progetto.
