DNAsomer börjar med korta kedjor av syntetiskt DNA som är utformade för att komplettera över en del av deras längd så att de går med i mikroskopiska Y-former. En lipidmolekyl är fäst, och fluorescerande färgämnen kan fästas för spårning. Läkemedel eller RNA är kemiskt bundna till den Y-formade enheten, sedan samlades många enheter till en sfär, ungefär storleken på ett virus, som kan komma in i celler och leverera sin nyttolast.
(PhysOrg.com) - DNA är inte bara för genetik längre. Cornellforskare använder syntetiskt DNA för att göra nanopartiklar, dubbade DNAsomes, som kan leverera läkemedel och genterapi till cellens insida.
Dan Luo, professor i biologi och miljöteknik, och kollegor rapporterar sitt arbete i tidningen 3 januari Små .
DNAsom, Luo sa, kan bära flera läkemedel samt RNA -molekyler utformade för att blockera uttryck av gener, en förbättring jämfört med andra läkemedelsleveranssystem som liposomer (små omslag av fosfolipidmolekylerna som bildar cellmembran) eller polymera nanopartiklar. Också, vissa andra leveranssystem kan vara giftiga för celler, sa forskarna.
I sin naturliga livsmiljö i cellens kärna, DNA består av långkedjiga molekyler som är komplementära, fäster varandra som en sträng Legoklossar över hela deras längd för att bilda den berömda dubbla helixen. Luo -forskargruppen skapar korta kedjor av syntetiskt DNA som är utformade för att fästa över bara en del av deras längd så att de går ihop i former som kors, Ts eller Ys.
DNAsomer är sammansatta från Y-formade enheter, var och en består av tre DNA -strängar. En lipidmolekyl är fäst vid Y -svansen, och läkemedel som ska levereras är kemiskt bundna till armarna. När målet är att blockera uttryck av gener med molekyler av siRNA (små störande RNA), det syntetiska DNA:t kan utformas med en sektion som kompletterar RNA så att RNA löst kommer att fästa vid det. Att leverera siRNA har varit en särskild utmaning för andra läkemedelsleveranssystem, forskarna noterade.
I vattenlösning, kombinationen av DNA, som lockas till vattenmolekyler, och lipider, som avvisas av vatten, får Y-enheterna att självmonteras till ihåliga sfärer från 100 till 5, 000 nanometer i diameter, som består av flera lager av DNA, lipid och last.
"Det fina med detta är att sakens kropp också är en kropp av droger, "Sa Luo. Om storleken på ett virus, DNAsomen kommer att uppslukas av cellmembranet och tas in i en cell på ett liknande sätt som ett virus, han förklarade. DNAsomen kan märkas med molekyler som är inriktade på en viss typ av cell, som en cancercell.
Det som händer inuti cellen för att frigöra drogerna är fortfarande en "svart låda, "Sa Luo, som det är med andra läkemedelsleveranssystem, men test visar att lasten levereras. Forskarna laddade DNAsomes med ett fluorescerande färgämne och introducerade dem i en odling av äggstocksceller från hamster. Mikrofotografier visade att äggstockscellerna lyser under ultraviolett ljus. I synnerhet, fann forskarna, lasten hade levererats både till cytoplasman och cellkärnan, ett viktigt övervägande för flera läkemedelsleveranser, eftersom olika läkemedel kan ha olika mål i cellen. I senare experiment kontrollerade forskarna DNAsomes förmåga att leverera flera läkemedel samt siRNA.
DNAsomer namnges analogt med liposomer. Tillägget -några kommer från ett latinskt ord som betyder "kropp".
Den ledande forskaren på studien är Young Hoon Roh, som var doktorand i Luo -gruppen och just har fått sin doktorsexamen. David Muller, professor i tillämpad och teknisk fysik, och hans forskargrupp samarbetade i projektet.
