Forskare vid Johns Hopkins University School of Medicine har utvecklat en teknik som ger genterapi i mänskliga hjärncancerceller med hjälp av nanopartiklar som kan frystorkas och lagras i upp till tre månader före användning. De hyllstabila partiklarna kan undvika behovet av virusmedierad genterapi, som har förknippats med säkerhetsproblem. Rapporten finns i augusti numret av Biomaterial .
"De flesta icke -virala genterapimetoder har mycket låg effekt, säger Jordan Green, Ph.D., en biträdande professor i biomedicinsk teknik vid Johns Hopkins. "Nanopartikelbaserad genterapi har potential att vara både säkrare och effektivare än konventionella kemiska behandlingar för behandling av cancer."
För att utveckla nanopartikeln, Greens team började med butiksköpta små molekyler och systematiskt blandade kombinationer för att generera kemiska reaktioner som resulterade i olika polymerer. De blandade sedan DNA som kodar för ett glödande protein med varje olika polymer för att tillåta DNA att binda till polymererna och bilda nanopartiklar. Varje olika prov sattes till mänskliga hjärntumörceller och mänskliga hjärntumörstamceller. Efter 48 timmar, laget undersökte och räknade hur många celler som lyser från att ha tagit upp nanopartiklarna och gjort det glödande proteinet kodat av det införda DNA:t. Teamet bedömde framgång genom att räkna hur många celler som överlevde och hur stor andel av dessa celler som glödde.
Av de många kombinationer de testade, forskarna fann att en speciell formulering av så kallade poly(beta-aminoester) nanopartiklar lyckades särskilt bra med att komma in i både glioblastom och hjärntumörstamceller. Forskarna frystorkade sedan dessa nanopartiklar och lagrade dem vid olika temperaturer (frys, kylskåp och rumstemperatur) under olika lång tid (en, två och upp till tre månader), och testade sedan om deras förmåga att ta sig in i celler. Enligt Green, efter sex månaders lagring, effektiviteten minskade med ungefär hälften, men de fann att upp till tre månaders lagring vid rumstemperatur var det praktiskt taget ingen förändring i effektivitet. Vidare, teamet fann att vissa nanopartiklar hade en särskild affinitet för hjärntumörceller över friska hjärnceller.
"Jag skulle kunna tänka mig att partiklar baserade på den här tekniken används i samband med, och även istället för hjärnkirurgi, " säger Alfredo Quinones-Hinojosa, M.D., Ph.D., en docent i neurokirurgi och onkologi vid Johns Hopkins. "Jag föreställer mig att en dag, som vi förstår etiologin och utvecklingen av hjärncancer, vi kommer att kunna använda dessa nanopartiklar redan innan vi gör operation – hur trevligt skulle det vara? Föreställ dig att undvika hjärnoperationer tillsammans."
