Forskare har utvecklat små "nanoneedles" som framgångsrikt har fått delar av kroppen att generera nya blodkärl, i ett försök på möss.

Forskarna, från Imperial College London och Houston Methodist Research Institute i USA, hoppas att deras nanoneedle-teknik i slutändan kan hjälpa skadade organ och nerver att reparera sig själva och hjälpa transplanterade organ att frodas.

Nanonålarna fungerar genom att leverera nukleinsyror till ett specifikt område. Nukleinsyror är byggstenarna i alla levande organismer och de kodar för, överföra och uttrycka genetisk information. Forskare undersöker för närvarande sätt att använda nukleinsyror för att omprogrammera celler för att utföra olika funktioner.

Nanonålarna är små porösa strukturer som fungerar som en svamp för att ladda betydligt mer nukleinsyror än fasta strukturer. Detta gör dem mer effektiva när det gäller att leverera sin nyttolast. De kan penetrera cellen, kringgå dess yttre membran, att leverera nukleinsyror utan att skada eller döda cellen. Nanonålarna är gjorda av biologiskt nedbrytbart kisel, vilket innebär att de kan lämnas kvar i kroppen utan att lämna en giftig rest efter sig. Kislet bryts ner på cirka två dagar, lämnar efter sig endast en försumbar mängd av ett ofarligt ämne som kallas ortokiselsyra.

I en rättegång som beskrivs i Naturmaterial , Teamet visade att de kunde leverera nukleinsyrorna DNA och siRNA till mänskliga celler i labbet, med hjälp av nanonålar. De visade också att de kunde leverera nukleinsyror till ryggmusklerna hos möss. Efter sju dagar var det en sexfaldig ökning av bildandet av nya blodkärl i musens ryggmuskler, och blodkärl fortsatte att bildas under en 14-dagarsperiod. Tekniken orsakade inte inflammation eller andra skadliga biverkningar.

Förhoppningen är att forskare en dag ska kunna hjälpa till att främja genereringen av nya blodkärl hos människor, använder nanonålar, att förse transplanterade organ eller framtida konstgjorda organimplantat med nödvändiga kopplingar till resten av kroppen, så att de kan fungera korrekt med en minimal chans att bli avvisad.

"Detta är ett kvantsprång jämfört med befintlig teknik för leverans av genetiskt material till celler och vävnader, sade Ennio Tasciotti, medordförande, Institutionen för nanomedicin vid Houston Methodist Research Institute och medförfattare till artikeln. "Genom att få direkt tillgång till cellens cytoplasma har vi uppnått genetisk omprogrammering med en otrolig hög effektivitet. Detta kommer att låta oss anpassa behandlingar för varje patient, ger oss oändliga möjligheter att känna, diagnos och terapi. Och allt detta tack vare små strukturer som är upp till 1, 000 gånger mindre än ett människohår."

Professor Molly Stevens, motsvarande författare från institutionerna för material och bioteknik vid Imperial College London, sa:"Det är fortfarande mycket tidiga dagar i vår forskning, men vi är glada över att nanonålarna har varit framgångsrika i detta försök på möss. Det finns ett antal hinder att övervinna och vi har ännu inte provat nanonålarna hos människor, men vi tror att de har en enorm potential för att hjälpa kroppen att reparera sig själv."

Forskarna siktar nu på att utveckla ett material som ett flexibelt bandage som kan innehålla nanonålarna. Tanken är att detta skulle tillämpas på olika delar av kroppen, internt eller externt, för att leverera de nukleinsyror som är nödvändiga för att reparera och återställa cellprogrammeringen.

Dr Ciro Chiappini, första författare till studien från Institutionen för material, tillade:"Om vi ​​kan utnyttja kraften hos nukleinsyror och få dem att utföra specifika uppgifter, det kommer att ge oss ett sätt att återskapa förlorad funktion. Kanske kan det i framtiden bli möjligt för läkare att lägga flexibla bandage på svårt bränd hud för att programmera om cellerna för att läka den skadan med funktionell vävnad istället för att bilda ett ärr. Alternativt vi kan se kirurger först applicera nanonålsbandage inuti den drabbade regionen för att främja en sund integration av dessa nya organ och implantat i kroppen. Vi är långt borta, men våra första försök verkar mycket lovande."