Japanska forskare har utvecklat en riktad metod för att öppna cellmembran för att leverera läkemedel till, eller manipulera generna för, enskilda celler.
Metoden, enligt tidningen Vetenskap och teknik för avancerade material , innebär bestrålning av en tunn film av kolnanorör med hjälp av en nära-infraröd (NIR) laser. Nanorören fungerar som en effektiv fotonabsorberare såväl som en stimulansgenerator för intilliggande celler.
Inom cellteknik och vävnadsbiologisk forskning, forskare använder ofta pulserande lasrar för att stimulera celler och möjliggöra gentransfektion (introduktion av genetiskt material), genreglering eller läkemedelsinjektion. Bestrålning av biologiska celler med pulserande lasrar får deras membran att punktera, vilket påskyndar gentransfektion eller riktad avgivning av läkemedel avsevärt.
Bland det stora utbudet av fotonenergier, den nära infraröda regionen är mindre skadlig för biologiska celler, som absorberar väldigt lite energi i dessa våglängder. De mest framgångsrika NIR -lasrarna är femtosekundlasrar på grund av deras fina rumsliga upplösning utan termisk eller mekanisk skada på omgivande material. Dock, femtosekundlaserinstrument är dyra, skrymmande och kräver ett mycket sofistikerat optiskt arrangemang, så forskargruppen valde en mer ekonomisk nanosekundlaser.
I studien, Naotoshi Nakashima och kollegor vid Kyushu University förberedde en maträtt belagd med enväggiga kolnanorör, som starkt absorberar strålning i NIR -regionen, som en antenn för en nanosekundpulslaser. Skålen ympades också med levande celler.
Beroende på laserns energi, forskarna fann att cellmembranen antingen var reversibelt eller irreversibelt störda. När en laserpuls översteg 17,5 mikroJoules (uJ), membranen förstördes och cellerna dog. Dock, vid lägre energier på cirka 15 uJ per puls, membranen öppnades och cellerna förblev vid liv. Detta tyder på att en billig laserkälla kan användas för att förbereda ett enda cellmål för selektiv gentransfektion, läkemedelsinjektion eller reglering av genuttryck, avslutar författarna.
