La capacità di trasferire un gene o una sequenza di DNA da un animale al genoma di un altro svolge un ruolo fondamentale in un'ampia gamma di ricerche mediche, compreso il cancro, Il morbo di Alzheimer, e diabete.

Ma il metodo tradizionale di trasferire il materiale genetico in una nuova cellula, chiamato "microiniezione, " ha un grave inconveniente. Si tratta di usare una piccola pipetta di vetro per pompare una soluzione contenente DNA nel nucleo di una cellula uovo, ma il fluido in eccesso può far gonfiare la cellula e distruggerla, determinando un tasso di morte cellulare dal 25 al 40%.

Ora, grazie al lavoro dei ricercatori della Brigham Young University, c'è un modo per evitare la morte cellulare quando si introduce il DNA nelle cellule uovo. In Rassegna di strumenti scientifici , il team descrive il suo nanoiniettore del sistema microelettromeccanico (MEMS), che è stato progettato per iniettare DNA negli zigoti di topo (embrioni unicellulari costituiti da un uovo fecondato).

"Essenzialmente, usiamo forze elettriche per attrarre e respingere il DNA, permettendo che le iniezioni avvengano con un piccolo, lancia elettricamente conduttiva, " ha spiegato Brian Jensen, professore associato presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica della Brigham Young University. "Il DNA è attratto dall'esterno della lancia utilizzando una tensione positiva, e poi la lancia viene inserita in una cella."

La lancia del nanoiniettore MEMS è incredibilmente piccola e non viene utilizzato alcun fluido extra con questa tecnica, quindi le cellule subiscono uno stress molto minore rispetto al tradizionale processo di microiniezione.

Questa capacità di iniettare il DNA nelle cellule senza causare la morte cellulare porta a "iniezioni più efficienti, che a sua volta riduce il costo per creare un animale transgenico, "Secondo Jensen.

Una delle scoperte più significative del team è che è possibile utilizzare le forze elettriche per portare il DNA nel nucleo della cellula, senza dover puntare con attenzione la lancia nel pronucleo (la struttura cellulare contenente il DNA della cellula). "Ciò potrebbe consentire una futura automazione delle iniezioni, senza richiedere l'iniezione manuale, "dice Jensen.

Può anche significare che le iniezioni possono essere eseguite in animali con embrioni torbidi o opachi. "Tali animali, tra cui molti interessanti più grandi come i maiali, sarebbe attraente per una varietà di tecnologie transgeniche, " ha detto Jensen. "Crediamo che la nanoiniezione possa aprire nuovi campi di scoperta in questi animali".

Come passo successivo, Jensen e colleghi stanno eseguendo iniezioni nelle cellule in una coltura cellulare utilizzando una serie di lance che possono iniettare centinaia di migliaia di cellule contemporaneamente. "Ci aspettiamo che l'array di lance possa consentire la terapia genica utilizzando una coltura delle cellule di un paziente, " ha osservato.