Миниатюрное трансфекционное устройство для перепрограммирования тканей

Генетическая модификация предлагает огромные возможности в лечении широкого спектра заболеваний, но проблемы скрываются в деталях. Ранее изученные методы доставки генов в клетки, такие как использование вирусных векторов, были связаны с проблемами безопасности. Таким образом, потенциал генной терапии еще не полностью реализован, но технологический прогресс может предложить нам более безопасные и эффективные способы доставки генов в организм.

С этой целью ученые из университета Индианы (США) создали кремниевый наночип, который может доставлять генетический материал в кожу. Устройство задумано как инструмент для перепрограммирования тканей внутри кожи для производства желаемых клеток и тканевых структур, таких как кровеносные сосуды для лечения местной ишемии или нервные клетки для устранения неврологического дефицита, вызванного повреждением нервов. Чип закрепляется на коже и с помощью электрического заряда вводит генетический материал в ткань через полые микроиглы.

 "Этот маленький чип позволяет использовать нанотехнологии, которые могут изменять функции живых частей тела, - говорит Чандан Сен, руководитель разработки нового чипа. - Например, если у кого-то из-за дорожной аварии повреждены кровеносные сосуды и ему необходимо кровоснабжение, мы не можем больше полагаться на ранее существовавший кровеносный сосуд, потому что он разрушен, но мы можем преобразовать кожную ткань в кровеносные сосуды и спасти конечность, находящуюся в опасности".

Электрический заряд, подаваемый устройством, создает нанопоры в клетках обрабатываемой кожи, позволяя генетическому материалу проникать внутрь без вирусных векторов и избегая любых связанных с вирусами проблем безопасности. Весь процесс занимает около 30 минут, и на данный момент исследователи протестировали технологию на мышах, показав, что они могут влиять на экспрессию генов в обработанной коже.

В своей публикации в журнале Nature Protocols ученые представляют стандартизированные методы изготовления, которые позволят воспроизвести подобное устройство. "Этот отчет о том, как точно изготовить эти чипы для нанотрансфекции* тканей, позволит другим исследователям принять участие в этой новой разработке в области регенеративной медицины", - сказал Сен.

Технология может быть полезна для доставки широкого спектра агентов, включая лекарства и белки, и пока исследователи предполагают, что она может вводить агенты для стимуляции роста костей, формирования кровеносных сосудов, роста нервов, мышц и даже противоопухолевые агенты.

* Трансфекция - процесс введения нуклеиновой кислоты в клетки животных невирусным методом.