Chang Lu och hans kemitekniska forskargrupp vid Virginia Tech har upptäckt hur man "kraftigt kan förbättra" leveransen av DNA -nyttolaster i celler. Beskrivningen av deras arbete kommer att finnas på omslaget till Lab on a Chip (nummer 16), den främsta tidskriften för forskare inom mikrofluidik.

Arbetet visas också i 8 juli -numret av Natur tidskrift (Vol. 466, sid. 163).

Lus yttersta mål är att tillämpa denna teknik för att skapa genetiskt modifierade celler för cancerimmunterapi, stamcellsterapi och vävnadsregenerering.

En av de mest använda fysiska metoderna för att leverera gener till celler "är otroligt ineffektiv eftersom endast en liten bråkdel av cellens totala membranyta kan genomsyras, "sa Lu, docent i kemiteknik vid Virginia Tech.

Metoden Lu syftar på kallas elektroporation, ett fenomen som är känt i decennier som ökar cellens permeabilitet genom att applicera ett elektriskt fält för att generera små porer i cellmembranet.

Lu kallade processen "ett nytt snurr på DNA -leverans." Han förklarade processen med att "Konventionella elektroporationsmetoder levererar DNA endast inom en mycket liten del av cellytan, bestäms av fysiken som styr samspelet mellan ett elektriskt fält och en cell. Vår metod möjliggör enhetlig DNA -leverans över hela cellytan, vilket är första gången vi är medvetna om att detta har visats. Resultatet är en kraftigt förbättrad överföring av det genetiska materialet. "

Lu sade att hans nya tillvägagångssätt utnyttjar "hydrodynamiska effekter som unikt uppstår när vätskor flödar längs krökta vägar. Flöde under dessa förhållanden är känt för att generera virvlar. Celler som bärs av ett sådant flöde upplever rotation och snurrning som hjälper till att exponera större delen av dess yta för det elektriska "Att ha genleveransen utförd genom flöden i krökta vägar är nyckeln till genleveransen i motsats till den traditionellt använda, elektroporering i statisk lösning eller i raka kanaler. "En spiralformad kanaldesign ger en tvåfaldig ökning än en rak kanal och en ännu större faktor jämfört med i statisk lösning, " han lade till.

Genom att använda fluorescensmikroskopi, de kunde "kartlägga" området på cellytan som utsattes för elektroporering, och bestämma omfattningen av DNA -inträdet i cellen.

Lu förklarade den konventionella leveransen med hjälp av en kuvett-typ av enhet med statisk cellsuspension producerar DNA-leverans begränsad till en smal zon på cellytan. Dock, när elektroporering appliceras på flödande celler i en spiral eller krökt kanal, bilderna "ser dramatiskt annorlunda ut med DNA -leveransen enhetligt fördelad över hela cellytan."