Los investigadores han desarrollado un método nuevo y muy eficaz para la transferencia de genes. La técnica, que implica cultivar y transfectar células con material genético en una serie de nanotubos de carbono, parece superar las limitaciones de otras tecnologías de edición de genes.

El dispositivo, que se describe en un estudio publicado hoy en la revista Pequeña , es el producto de una colaboración entre investigadores del Centro Médico de la Universidad de Rochester (URMC) y el Instituto de Tecnología de Rochester (RIT).

"Esta plataforma tiene el potencial de hacer que el proceso de transferencia de genes sea más robusto y disminuir los efectos tóxicos". al mismo tiempo que aumentamos la cantidad y diversidad de carga genética que podemos entregar a las células, "dijo Ian Dickerson, Doctor., profesor asociado del Departamento de Neurociencias de la URMC y coautor del artículo.

"Esto representa un método muy simple, barato, y un proceso eficiente que es bien tolerado por las células y que puede administrar ADN a decenas de miles de células simultáneamente, "dijo Michael Schrlau, Doctor., profesor asistente en la Facultad de Ingeniería Kate Gleason en RIT y coautor del artículo.

Las terapias de transferencia genética han sido durante mucho tiempo una gran promesa en la medicina. Nuevas técnicas de edición de genes, como CRISPR-Cas9, ahora permiten a los investigadores apuntar con precisión a segmentos de código genético que dan lugar a una gama de posibles aplicaciones científicas y médicas desde la reparación de defectos genéticos, a la manipulación de células madre, a la reingeniería de las células inmunes para combatir las infecciones y el cáncer.

Actualmente, los científicos emplean varios métodos diferentes para insertar nuevas instrucciones genéticas en las células, incluida la creación de pequeños orificios en la membrana celular mediante pulsos eléctricos, inyectar ADN en las células mediante un dispositivo llamado "pistola de genes, "y el empleo de virus para" infectar "células con un nuevo código genético.

Sin embargo, todos estos métodos tienden a sufrir dos problemas fundamentales. Primero, estos procesos pueden ser altamente tóxicos, dejando a los científicos con muy pocas células sanas con las que trabajar. Y segundo, Estos métodos están restringidos en la cantidad de información genética, o "carga útil", que pueden entregar a las células. limitando su aplicación. Estas técnicas también pueden llevar mucho tiempo y resultar caras.

El nuevo dispositivo descrito en el estudio fue fabricado en el laboratorio Schrlau Nano-Bio Interface Laboratory en RIT por Masoud Golshadi, Doctor. Usando un proceso llamado deposición química de vapor, los investigadores crearon una estructura similar a un panal de abejas que consta de millones de nanotubos de carbohidratos densamente empaquetados con aberturas en ambos lados de una membrana en forma de disco delgado.

El dispositivo se empleó en el laboratorio Dickerson en URMC para cultivar una serie de diferentes células humanas y animales. Después de 48 horas, las células se bañaron en un medio que contenía ADN líquido. Los nanotubos de carbono actuaban como conductos que atraían el material genético hacia las células. Usando este método, los investigadores observaron que el 98 por ciento de las células sobrevivieron y el 85 por ciento fueron transfectadas con éxito con el nuevo material genético.

El mecanismo de transferencia de ADN aún está bajo investigación. pero los investigadores sospechan que puede ser a través de un proceso llamado endocitosis mejorada, un método mediante el cual las células transfieren haces de proteínas de un lado a otro a través de la membrana celular.

El dispositivo también ha demostrado la capacidad de cultivar con éxito una amplia gama de tipos de células, incluidas las células que suelen ser difíciles de cultivar y mantener vivas, como las células inmunes, Células madre, y neuronas.

Los investigadores ahora están optimizando la tecnología con la esperanza de que el dispositivo, que es económico de producir, pueda estar disponible para los investigadores y, por último, utilizado para desarrollar nuevos tratamientos para una variedad de enfermedades.