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Herstellung Drogen im Inneren des Körpers

2012-06-20 3
   
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résuméEin Bild, das grün fluoreszierende Protein innerhalb von aa Maus zeigt. Credit: Avi Schroeder (ISNS) - Forscher haben einen neuen Typ von Nanopartikel entwickelt, die zur Synthese von Proteinen auf Anforderung fähig ist. Der Aufwand ist ein erster Sc
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Herstellung Drogen im Inneren des Körpers




Ein Bild, das grün fluoreszierende Protein innerhalb von aa Maus zeigt.

Credit: Avi Schroeder

(ISNS) - Forscher haben einen neuen Typ von Nanopartikel entwickelt, die zur Synthese von Proteinen auf Anforderung fähig ist. Der Aufwand ist ein erster Schritt in Richtung einer neuen Methode zu erfinden Krebszellen beim Menschen angreifen.

Das Massachusetts Institute of Technology Team hat gezeigt, dass ein Strahl von UV-Licht Proteinproduktion in Nanopartikel im Körper von Labormäusen befindet auslösen können.

Eingeführt in die Körper von Krebspatienten, würden die Nanopartikel Tumore gezielt. Dort angekommen, an der Stelle "Nanopartikel strahlte UV-Licht von außerhalb des Körpers würde die Synthese von Protein-Arzneimitteln beginnen, die die Krebszellen töten würde.

Wenn es bei menschlichen Patienten funktioniert, sollte das Verfahren in Angriff metastatischen Tumoren bestimmten Wert haben, durch die Ausbreitung von Krebs, von seinem ursprünglichen Ort zu anderen Teilen des Körpers erzeugt. Diese verursachen 90 Prozent der Todesfälle durch Krebs beim Menschen.

Die Forscher betonen, dass der Ansatz mehrere frische Fortschritte erfordern, bevor die Ärzte sie auf Krebspatienten verwendet werden können. Aber ihr Experiment an Mäusen, berichtet in der Zeitschrift Nano Letters hat die Machbarkeit des Konzepts gezeigt.

"Dies ist das erste Mal, dass ein Remote-Control künstlichen Prozess hat in einem lebenden Organismus nachgewiesen wurde", sagte Principal Investigator Avi Schroeder. "Es ist ein erster Schritt, aber wir sind sehr begeistert von ihm."

Schroeder ist Chemieingenieur an der Israel Institute of Technology in Haifa. Schröder führte das Forschungsteam während David H. Koch Institut für Integrative Cancer Research am MIT arbeiten. Seine Mitarbeiter enthalten Michael Goldberg, Christian Kastrup und Christopher Levins.

"Es ist eine wirklich tolle und innovative Konzept, und es wird sicherlich die Fantasie gehen", sagte James Heath, ein Chemie-Professor am California Institute of Technology, die nicht an dem Projekt beteiligt war.

Das Verfahren beinhaltet ein spezifisches Protein für die Herstellung in einem Miniatur-Fabrik, die Rohstoffe der Montage und dann den Aufbau eines Nanopartikels um sie herum. Die gesamte Anordnung wird etwa tausend mal kleiner als der Durchmesser eines menschlichen Haars.

"Mit der richtigen Konzentration aller Komponenten starten und führen Sie dann den Aufbau der Nanopartikel enthält sie", sagte Schroeder. "Es ist wie Mauern um große Stücke von Maschinen in Fabriken zu bauen."

Die "Wände" bestehen aus strukturellen Molekülen namens Lipide, die in allen lebenden Organismen existieren. Innerhalb der Wände, wobei jede Minifabrik enthält Ribosomen, Aminosäuren und Enzyme, zusammen mit kurzen Sequenzen der DNA an das gewünschte Protein entspricht. Ein weiterer wichtiger chemischer bietet den Auslöser für die Proteinproduktion. Normalerweise wirkt es als ein Käfig, der die DNA in Schach hält. Aber Licht bewirkt, dass der Käfig um die DNA zu erschließen und freizugeben.

"Es ist empfindlich mit bestimmten Wellenlängen zu beleuchten. Dabei sobald die Nanopartikel zu diesem Licht ausgesetzt sind, der Schlüssel entfernt wird, und die Proteinproduktionsprozess eingeleitet werden kann", sagte Schroeder.

In ihrem Experiment luden die MIT-Forscher Nanopartikel mit Mini-Fabriken programmiert zwei leicht nachweisbare Proteine ​​zu produzieren: das grün fluoreszierende Protein und Luciferase.

Dann injizierte das Team eine Suspension der Partikel in die Bäuche von Labormäusen enthält. Nachdem sie UV-Licht auf die Mäuse leuchtete, detektiert sie die Farbcharakteristik der beiden Proteine ​​zeigt, daß das Licht erfolgreich waren die Nanoteilchen stimuliert die Proteine ​​zu produzieren.

Warum spritzen sie in die Bäuche?

"Wir wollten zeigen, dass das Verfahren in einem Ort möglich ist, wo metastasierendem Krebs bei vielen Patienten liegt", sagte Schröder. "Wir wollten auch einen Bereich, in dem Körper, die nicht viel von Menschenhandel zu anderen Geweben haben würde, dies gab uns eine bessere experimentelle Kontrolle und ein höheres Maß an Verständnis des Prozesses."

Nachdem das Konzept bewiesen, ist das Team nun in Richtung der möglichen Verwendung bei Menschen erstreckt.

"Wir kommen voran es auf die Produktion von mehreren Drogen in den Nanopartikeln und streben zusätzliche Trigger den Produktionsprozess zu initiieren", sagte Schroeder.

Als sie suchen menschliche Anwendung der Technologie zu entwickeln, ist das Team von der Notwendigkeit bewusst, unbeabsichtigte Folgen zu vermeiden, wie gesunde Zellen sowie Krebs diejenigen zu zerstören.

"Die Nebenwirkungen sind immer ein Problem", sagte Schroeder. "[Unsere Technik] sollte sicherer sein als die Alternative-Dosierung des gesamten Körpers mit einem vorsynthetisierter Medikament, das gesundes Gewebe schädigen können."

Die Maus-Experiment stellt einen wichtigen Schritt von dem anderen weg. "Unser Weg in die lokale Produktion von Medikamenten in den Menschen weg mehrere Jahre sein kann", sagte Schroeder. "Aber es wird immer enger."

Ein ehemaliger Wissenschaftsredakteur von Newsweek, Peter Gwynne ist ein freier Schriftsteller Wissenschaft basiert auf Cape Cod, Massachusetts.

Innerhalb Science News - Service wird von der American Institute of Physics unterstützt.

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