Nanoscale " Käfigen " von DNA-Stränge können , niedermolekulare Medikamente kapseln und geben sie als Reaktion auf einen spezifischen Reiz hat , berichten Forscher der McGill-Universität in einer neuen Studie.
Die Forschung , online veröffentlicht 1. September in Nature Chemistry , ein Schritt in Richtung der Nutzung der biologischen Nanostrukturen zu Drogen, um kranke Zellen im Patienten zu liefern. Die Ergebnisse könnten auch neue Möglichkeiten für die Gestaltung von DNA-basierte Nanomaterialien.
"Diese Forschung ist wichtig für die Arzneimittelabgabe , aber auch für grundlegende Strukturbiologie und Nanotechnologie ", so McGill Chemie Professor Hanadi Sleiman , der die Forschung Team.
DNA trägt die genetische Information aller Lebewesen von einer Generation zur nächsten. Aber Stränge des Materials kann auch verwendet werden, um nanometergroßen Strukturen aufzubauen. ( Ein Nanometer ist ein Milliardstel Meter - . Etwa ein 100.000ste der Durchmesser eines menschlichen Haares)
In ihren Experimenten zum ersten Mal erstellt die McGill -Forscher DNA- Würfel mit kurzen DNA-Strängen , und modifiziert sie mit Lipid -ähnlichen Molekülen . Die Lipide können wie klebrige Flecken, die zusammenkommen und in einem "Handshake" in der DNA -Würfel engagieren handeln , wodurch ein Kern, der Fracht , wie Arzneistoffmoleküle aufnehmen kann.
Die McGill Forscher fanden auch , daß, wenn die klebrigen Pflaster wurden auf einer der Außenflächen der DNA Würfeln platziert könnten zwei Würfel zusammen zu befestigen. Diese neue Art der Montage hat Ähnlichkeiten mit der Art und Weise , die Proteine in ihre funktionalen Strukturen falten , stellt Sleiman . "Es eröffnet eine Reihe von neuen Möglichkeiten für die Gestaltung von DNA-basierte Nanomaterialien. "
Sleiman Labor hat bereits gezeigt, dass die Gold-Nanopartikel können geladen und von DNA -Nanoröhren veröffentlicht werden, eine vorläufige Machbarkeitsstudie , die Medikamentenabgabe möglich sein könnte . Aber die neue Studie markiert das erste Mal , dass kleine Moleküle - , die wesentlich kleiner als die Gold-Nanopartikel sind - haben in einer Weise mit Hilfe eines DNA- Nanostruktur manipuliert worden , berichten die Forscher .
DNA-Nanostrukturen haben mehrere Vorteile gegenüber den synthetischen Materialien häufig verwendet, um Medikamente im Körper zu liefern , sagt Thomas Edwardson ein McGill Doktorand und Co-Autor der neuen Papier. " DNA-Strukturen mit großer Präzision gebaut werden , sind sie biologisch abbaubar sind und deren Größe, Form und Eigenschaften können einfach abgestimmt werden " .
Die DNA- Käfige können, um Medikamente in der Gegenwart einer spezifischen Nukleinsäuresequenz zu lösen. "Viele erkrankten Zellen , wie Krebszellen , überexprimieren bestimmter Gene" Edwardson addiert . " In einer zukünftigen Anwendung kann man eine DNA- Würfel, der Drogen Ladung in die kranke Zelle Umwelt, die die Freisetzung des Wirkstoffs auslösen trägt vorstellen . " Die Sleiman Gruppe ist nun die Durchführung Zell- und Tierstudien , um die Lebensfähigkeit dieser Methode auf chronische lymphatische bewerten Leukämie (CLL) und Prostatakrebs , In Zusammenarbeit mit Forschern an der Lady Davis Institut für medizinische Forschung in Montreal Jewish General Hospital.