Literature
Home行业资讯临床快报遗传与基因组

纳米技术有助于突破基因治疗的局限性

来源:Northwestern University
摘要:ScientistsfromNorthwesternUniversityandArgonneNationalLaboratoryhavecreatedahybridnanodevicecomposedofascaffoldingoftitaniumoxidenanocrystalsattachedwithsnippetsofDNAthatmayonedaybeusedtotargetdefectivegenesthatplayaroleincancer,neurologicaldiseaseandotherconditions。Thetitaniumoxidenanocrystals,......

点击显示 收起

Scientists  from  Northwestern  University  and  Argonne  National  Laboratory  have  created  a  hybrid  "nanodevice"  composed  of  a  "scaffolding"  of  titanium  oxide  nanocrystals  attached  with  snippets  of  DNA  that  may  one  day  be  used  to  target  defective  genes  that  play  a  role  in  cancer,  neurological  disease  and  other  conditions.  

The  titanium  oxide  nanocrystals,  which  are  less  than  a  few  billionths  of  a  meter  in  diameter  and  are  the  same  material  used  in  artificial  hips  and  knees,  may  provide  the  ideal  means  of  overcoming  current  limitations  of  gene  therapy,  such  as  adverse  reactions  to  genetically  modified  viruses  used  as  vehicles  to  deliver  genes  into  cells,  according  to  researchers  Tatjana  Paunesku  and  Gayle  Woloschak  of  Northwestern  University.  

Paunesku  is  research  assistant  professor  of  radiology,  and  Woloschak  is  professor  of  radiology  at  the  Feinberg  School  of  Medicine  at  Northwestern  University.  They  are  both  researchers  at  The  Robert  H.  Lurie  Comprehensive  Cancer  Center  of  Northwestern  University  and  at  Argonne  National  Laboratory.  

In  experiments  described  in  the  May  online  version  of  Nature  Materials,  the  research  team  showed  that  nanocomposites  not  only  retain  the  individual  physical  and  biological  activity  of  titanium  oxide  and  of  DNA,  but,  importantly,  also  possess  the  unique  property  of  separating  when  exposed  to  light  or  x-rays.  

For  example,  researchers  would  attach  to  the  titanium  oxide  scaffolding  a  strand  of  DNA  that  matches  a  defective  gene  within  a  cell  and  introduce  the  nanoparticle  into  the  nucleus  of  the  cell,  where  the  DNA  would  bind  with  its  "evil  twin"  DNA  strand  to  form  a  double-helix  molecule.  

The  scientists  would  then  expose  the  nanoparticle  to  light  or  x-rays,  which  would  snip  off  the  defective  gene.  "We  call  it  a  'Swiss  army  knife'  because,  unlike  today's  drugs,  we  can  inject  10  kinds  of  good  genes  all  at  once  and  target  them  in  extremely  specific  or  extremely  broad  ways,"  Paunesku  said.  

The  titanium  oxide  "scaffolding"  also  is  amenable  to  attaching  other  molecules,  for  example,  navigational  peptides,  or  proteins,  which,  like  viral  vectors,  can  help  the  nanoparticles  home  in  on  the  cell  nucleus.  

The  research  group's  work  is  still  in  the  early  stages  of  development,  and  testing  in  a  laboratory  model  is  at  least  two  years  away,  Woloschak  said.  

Also  working  on  this  project  were  Natasa  Stojicevic,  of  the  Feinberg  School,  and  Tijana  Rajh,  Marion  Thurnauer,  Jorg  Maser,  Stefan  Vogt,  Gary  Wiederrect,  Miroslava  Protic,  Barry  Lai  and  Jeremy  Oryhon  of  Argonne  National  Laboratory.  
作者:
医学百科App—中西医基础知识学习工具
  • 相关内容
  • 近期更新
  • 热文榜
  • 医学百科App—健康测试工具