Terapia genowa — już nie igłą, a prądem

Terapia genowa — już nie igłą, a
prądem
Dostarczanie biomolekuł do komórek jest zadaniem przysparzającym
niemałe trudności. Nie można określić, czy przeniesiono odpowiednią ilość
cząsteczek i czy trafiły one do wszystkich „potrzebujących” komórek. Do
tej pory przy zabiegach wymagających precyzji używano strzykawek i igieł,
gdyż żadna inna metoda nie była równie skuteczna. Dzięki urządzeniu
stworzonemu przez zespół z Ohio State University, na czoło wysunęła się
elektroporacja.
Elektroporacja jest metodą umożliwiającą wprowadzanie cząsteczek do komórek
poprzez pory stworzone prądem o odpowiednim natężeniu. W klasycznym ujęciu
elektroporacja często prowadziła to niszczenia komórek, przez zbytnie
uszkodzenie błon zewnętrznych. Dodatkowo, każda metoda, w któej pobieranie
cząsteczek jest jedynie indukowane, nie daje pewności, że komórka wchłonęła
zaplanowaną ilość. By zwiększyć prawdopodobieństwo pobrania odpowiedniej
ilości molekuł, stosuje się roztwory o dużych stężeniach, co dodatkowo zwiększa
już i tak duże koszty całego przedsięwzięcia. Ponadto somatyczne komórki
człowieka są na tyle małe, że nawet najcieńsze igły często są grubsze od nich, co
sprawia, że najskuteczniejsza metoda przenoszenia cząsteczek, nierzadko jest
całkiem bezużyteczna w terapii genowej.
L. James Lee wraz z zespołem z Uniwersytetu Stanowego w Ohio stworzył nową
technikę przenoszenia konkretnej ilości cząsteczek do każdej pojedynczej komórki
— NEP (ang. nanochannel electroporation) i opracował umożliwiające to
urządzenie. Zasada działania sama w sobie jest prosta: wkładamy komórkę do
specjalnej komory, mocujemy mini pęsetą, w drugiej komorze umieszczamy
żądaną ilość biomolekuł, wytwarzamy prąd rzędu kilkuset voltów tworzący dziury
w błonie komórkowej i poprzez kanał łączący obie komory cząsteczki wędrują
wprost do komórki. Zważywszy na skalę całego procesu, staje się on nieco
problematyczny.
Podczas testów naukowcy musieli zmagać się z kilkoma problemami. Jak duże
napięcie i na jak długo należy przyłożyć do komórki, tak by powstały otwory w
błonie, dostatecznie duże dla przenoszonych cząsteczek, ale jednocześnie
odpowiednio małe, aby nie doprowadzić do trwałego uszkodzenia komórki? Czy na
pewno wszystkie planowane cząsteczki zostały wchłonięte przez komórkę? Jak
dużo komórek może być jednocześnie modyfikowanych?
Jak do tej pory udało się określić najskuteczniejsze natężenie prądu i optymalny
czas oddziaływania. Dzięki znacznikom fluorescencyjnym potwierdzono również,
że wszystkie cząsteczki są przekazywane z komory do komórki.
Jedynym mankamentem nowej technologii zespołu Lee jest ilość. W jednym cyklu
możliwe jest oddziaływanie na kilku pojedyńczych komórkach, tym niemniej prace
wciąż trwają, a plan jest niezwykle ambitny — modyfikacja 100 tysięcy komórek w
jednym cyklu.
Marta Danch
Źródło: researchnews.osu.edu
Dostarczanie biomolekuł do komórek jest zadaniem przysparzającym
niemałe trudności
Data publikacji: 15.01.2012r.