Japanska forskare från NIMS International Center for Materials Nanoarchitectonics (MANA) har utvecklat en nanostrukturerad arkfilm som kan introducera utsedda gener i djurceller. Forskarna visade också säkerheten och effektiviteten av den nya nanosheetfilmen som ett substrat för omvänd gentransfektion.

Metoderna för att introducera gener i celler kan utföras i vätskor (lösningsbaserade) eller på ytan av ett fast substrat (gentransfektion i fast fas). I fastfasgentransfektion, DNA fixeras på den fasta ytan och sedan fäster celler på den DNA-bärande ytan. Syftet med den aktuella forskningen är att utforska nya fasta substrat för omvänd gentransfektion. Denna fast-medierade transfektion har väckt uppmärksamhet på grund av den högre leveranseffektiviteten för DNA än transfektionsmetoden i flytande fas. Olika typer av DNA är möjliga att arrangera på en fast yta och införa i celler. Denna teknik är också effektiv vid systematisk analys och profilering av effekterna av gener.

Tills nu, en extracellulär matris som kallas fibronektin, som är ett animaliskt protein, eller andra liknande ämnen, hade använts som en accelerant vid gentransfektion i fast fas. Dock, detta tillvägagångssätt hade ansetts vara problematiskt i kliniska tillämpningssituationer, där de genöverförda cellerna återförs till patientens kropp. Således, användningen av animaliska ämnen är ett allvarligt problem ur säkerhetssynpunkt, etc.

I den aktuella forskningen, MANA-forskarna förberedde en nanosheets-film genom ett nästan oändligt antal väggar i nanoskala som sticker ut från ytan. Filmen är sammansatt av endast oorganisk kiseldioxid utan några animaliska källor. MANA-teamet fann att gener kan introduceras i celler med extremt hög effektivitet när DNA fixeras på den nanostrukturerade kiseldioxidfilmen och kommer i kontakt med celler. Eftersom kosttillskott från djur inte är nödvändigt, detta bör vara ett säkert och enkelt fastfastransfektionssystem.

Detta forskningsresultat är applicerbart på genterapi och erbjuder en revolutionerande genintroduktionsmetod. Det förväntas ge ett värdefullt bidrag till genterapi för ärftliga sjukdomar såsom sjukdomar med medfödda metabolismfel, hemofili, etc., och för svårbehandlade sjukdomar såsom diabetes och liknande.