Forskare från Technion-Israel Institute of Technology har framgångsrikt behandlat en cancertumör med hjälp av en "nanofabrik" - en syntetisk cell som producerar anti-cancerproteiner i tumörvävnaden. Forskningen, som publicerades i Avancerat sjukvårdsmaterial , kombinerar syntetisk biologi, att på konstgjord väg producera proteiner, och riktad läkemedelstillförsel, att styra den syntetiska cellen till onormala vävnader.

De syntetiska cellerna är konstgjorda system med kapacitet liknande, och, ibland, överlägsna naturliga celler. Precis som mänskliga celler kan generera en mängd olika biologiska molekyler, den syntetiska cellen kan producera ett brett spektrum av proteiner. Sådana system har stor potential inom vävnadstekniken, i produktion av konstgjorda organ och vid studier av livets ursprung.

Design av konstgjorda celler är en avsevärt komplex teknisk utmaning som eftersträvas av många forskargrupper över hela världen. Den nuvarande forskningen, där en artificiell cell fungerar som en nanofabrik för att generera proteiner i onormal vävnad, leddes av doktoranden Nitzan Krinsky och adjunkt Avi Schroeder, vid Wolfson-fakulteten för kemiteknik vid Technion.

Forskarna integrerade molekylära maskiner i lipidbaserade partiklar som liknar biologiska cellers naturliga membran. De konstruerade partiklarna så att när de "känner" den biologiska vävnaden, de aktiveras och producerar terapeutiska proteiner, dikteras av en integrerad syntetisk DNA-mall. Partiklarna rekryterar de energikällor och byggstenar som är nödvändiga för deras fortsatta aktivitet, från den externa mikromiljön (t.ex. tumörvävnaden).

Efter experiment i cellkulturer i labbet, den nya tekniken testades också på möss. När de konstruerade partiklarna nådde tumören, de producerade ett protein som utrotade cancercellerna. Partiklarna och deras aktivitet övervakades med användning av ett grönt fluorescerande protein (GFP), genereras av partiklarna. Detta protein kan ses i realtid, med användning av ett fluorescensmikroskop.

"Genom att koda den integrerade DNA-mallen, partiklarna vi utvecklade kan producera en mängd olika proteinläkemedel, "sade professor Schroeder." De är modulära, vilket innebär att de möjliggör aktivering av proteinproduktion i enlighet med miljöförhållandena. Därför, de konstgjorda celler vi har utvecklat på Technion kan ta en viktig del i trenden med personlig medicin – anpassning av behandlingen till den genetiska och medicinska profilen hos en specifik patient."