La interfaz de células nanoparto permite la programación inalámbrica electromagnética de la expresión de transgen de mamíferos

Los progresos tecnológicos recientes han estado promoviendo el desarrollo de tecnologías estatales de las artes que pueden monitorear y controlar los procesos físicos con alta precisión. Estos incluyen dispositivos que pueden controlar la expresión génica dentro de los organismos vivos, sin la necesidad de una cirugía o procesos agresivos.

Los investigadores de ATH Zurich han introducido recientemente un nuevo método que permite la programación electromagnética de la regulación de la expresión inalámbrica (amplitud) de Transgiens en mamíferos a través de la nanopatía y la interfaz de las células.

Su enfoque propuesto, mencionado en un artículo Publicado En Nanotecnología de la naturalezaPuede ayudar a tratar las afecciones crónicas, incluida la diabetes, al tiempo que abre nuevas posibilidades para la investigación en biología sintética y medicina regenerativa.

"Nuestro reciente estudio se trata de lidiar con el desafío continuo en la biomedicina, que controla la expresión génica médica correcta y no invasiva dentro de todos los organismos vivos", dijo el escritor senior del periódico Martin Fusnegger a Phys.org.

"Entiendo que los métodos tradicionales pueden ser un poco difíciles. O requieren procedimientos agresivos, o pueden no ser tan precisos o fuertes como queramos. Nos motivó a usar sectores magnéticos para el control inalámbrico, aprovechando de manera segura y efectiva nuestra capacidad sin contacto directo o equipo agresivo".

El objetivo principal del estudio reciente de Fucenegar y sus colegas era crear un enfoque seguro y fuerte para controlar la cantidad de una proteína terapéutica producida por los mamíferos de lejos. El método que ha introducido en su documento depende de nanops hechos de materiales multiferoicos, recubiertos con un polímero biochapaz llamado Chitoson.

"Cuando estas nanoplabas son estimuladas por un campo magnético de baja existencia, producen biogelos de especies reactivas de oxígeno (ROS) dentro del citoplasma celular", explicó Fucenegger.

"Tenemos células de mamíferos diseñadas para incluir un circuito genético que sea sensible a estas señales de ROS, utilizando la ruta celular Keap1/Nrf2. Cuando se detecta ROS, es como un signo para que la proteína NRF2 se ocupe, y trabajan juntas para traer proteínas médicas seleccionadas, como insulina, vida".

Una ventaja importante de la interfaz de células nanopartículas introducida por Fusnegger y sus colegas es que permite un control preciso sobre cuándo y dónde debe expresarse un gen. Además, el método es suave y no invasivo, ya que no requiere demanda de procesos o estimulación de alta energía.

En comparación con otros métodos basados ​​en Nanops propuestos anteriores para el control inalámbrico de la expresión génica, el enfoque del equipo es altamente biocompatible y requiere dosis de nanoparto bajas, mientras que los efectos de Toargate se minimizan. Para mostrar su capacidad, los investigadores la probaron en un modelo de diabetes de ratón.

"En este experimento, expusimos los ratones a un campo electromagnético débil (1 kHz, 21 MT) durante solo tres minutos cada día", dijo Fucenegger.

"Esto realmente ha controlado bien su secreción de insulina y ha mantenido su nivel de azúcar en la sangre normal a lo largo del estudio. Estamos muy entusiasmados de compartir el logro más importante de nuestro estudio: hemos agregado con éxito controles electromagnéticos inalámbricos a las interfaces de interfaces a través de la escorpión magnética de interfaz a través de la nanopartics transgénero intracelular para la expresión transgéndonal de las células de los máquinas para mamás en la interfaz".

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El nanoplasma utilizado por los investigadores se introdujo en el citoplasma, una sustancia como la gelatina que rodea el núcleo en las células. Esto permitió que la nanopatía se comunicara con las células, aprovechando las especies químicas de oxígeno reactivo (ROS), una sección de moléculas reactivas que contienen oxígeno producidas naturalmente en las células.

"Esto seguía siendo cierto cuando las nanopartículas interactuaban con proteínas directamente", dijo Fucenegar. "Nuestra construcción es muy buena porque está trabajando juntas, y lo hace sin interrumpir la integridad de las células de ingenieros. Esto nos ayuda a lograr los resultados que necesitamos, pero sin ningún problema".

La interfaz de células nanoparto preparada por este equipo de investigadores puede tener aplicaciones médicas muy valiosas. En particular, el enfoque utiliza un campo electromagnético muy débil (por debajo de 1 kHz) y baja potencia (21 mt), al tiempo que estimula las células durante muy poco tiempo (tres minutos).

"Es mucho más débil que los niveles utilizados en la resonancia magnética clínica", dijo Fucenegar. "Por lo tanto, nuestro enfoque puede ser muy valioso para controlar las enfermedades crónicas, ya que nos permitirá ajustar la terapia desde la distancia y dinámicamente. Eliminará el requisito de inyecciones frecuentes, trasplantes agresivos o administración sistémica de medicamentos".

En el futuro, el enfoque del equipo se puede probar e implementar en entornos clínicos para controlar la expresión de transgen desde la distancia. Los investigadores ahora están buscando la posible aplicación de su método en los campos de oncología, neurología y medicina regenerativa, al tiempo que trabajan para mejorar sus sistemas basados ​​en nanoping.

"En nuestros próximos estudios, nos centraremos en hacer que nuestro sistema sea aún más sensible, biológico y eficiente", dijo Fusnegger.

"También estamos planeando mejorar alguna mejora en los dispositivos de estimulación electromagnética. Queremos que sea más compacto, por lo que es fácil de usar en entornos clínicos.

"Estamos ansiosos por hacer aún más en el futuro. Vamos a usar esta plataforma para otras enfermedades crónicas. También vamos a encontrar circuitos genéticos alternativos. Y vamos a crear técnicas para el embarazo y la evaluación clínica".

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