Engenheiros mostram que a luz infravermelha próxima pode desencadear a liberação de CRISPR-Cas9 para retardar o crescimento do tumor.
#bioquímica, #biomedicina, #nanomedicina
Os engenheiros estão aprimorando o produto de biotecnologia mais popular do momento. Cientistas chineses relataram que podem controlar com luz o método de edição genética CRISPR-Cas9.
Os pesquisadores disseram que o método substitui o uso de vírus CRISPR tradicionalmente usados, dando aos cientistas controle temporário sobre a ferramenta. Eles publicaram suas descobertas na revista Science Advances.
A técnica tem o potencial de atacar e matar células cancerígenas, diz Yujun Song, autor do artigo e professor da Faculdade de Engenharia e Ciências Aplicadas da Universidade de Nanjing, na China.
CRISPR é a abreviação de: Repetições Palíndricas Curtas, A e Eegularmente Espaçadas. É um fenômeno genético que ocorre em micróbios que permitiu aos cientistas obter uma máquina de corte de DNA. Em combinação com certas proteínas, normalmente chamadas de Cas9, o complexo biológico pode cortar e inserir o DNA, alterando o código genético da vida.
A administração física de CRISPR-Cas9 em uma célula normalmente requer que o complexo adira a um vírus. O vírus penetra no núcleo da célula-alvo e fornece a máquina de corte e colagem CRISPR. A estratégia funciona, mas o uso de vírus como método de administração pode levar a problemas como o câncer ou uma resposta imune.
Pesquisadores propuseram vários materiais de entrega alternativos, incluindo nanopartículas de ouro, fósforo preto, estruturas metálicas e orgânicas, óxido de grafite e vários nanomateriais. Esses métodos evitam algumas das armadilhas dos vírus, mas não dão aos cientistas controle sobre o momento da manipulação genética.
É aí que a luz entra em jogo. Os autores do novo relatório ancoraram CRISPR-Cas9 com um composto químico fotossensível em nanopartículas que convertem a luz. Ao expor as partículas à luz, os cientistas liberaram a liberação CRISPR-Cas9 das nanopartículas e as entregaram às células quando precisaram delas.
O sistema não é apenas inteligente porque pode controlar o tempo de inicialização do CRISPR-Cas9, mas também porque pode ser entregue no fundo do corpo e controlado remotamente.
A chave para o controle remoto do sistema está no uso de nanopartículas de conversão de luz como material de entrega. Essas nanopartículas absorvem e convertem a radiação de baixa energia do infravermelho próximo (NIR) em luz visível, luz ultravioleta (UV) e têm sido usadas recentemente em outras aplicações biomédicas.
Ambos os tipos de luz são necessários para realizar o trabalho. A luz NIR penetra no tecido humano para alcançar as nanopartículas no interior do corpo (algo que a luz UV não consegue). E a luz UV tem a capacidade de separar moléculas fotossensíveis e liberar CRISPR-Cas9.
Os autores testaram seu sistema em camundongos com tumores. Eles carregaram o complexo CRISPR-Cas9 com um código genético que interrompeu a produção de uma proteína associada a células cancerígenas. Em seguida, eles ancoraram o complexo CRISPR-Cas9 às nanopartículas de conversão ascendente e as injetaram nos locais dos tumores dos camundongos.
Então eles irradiaram a luz NIR do lado de fora do corpo do mouse para o alvo e ativaram as nanopartículas para convertê-lo e emitir luz UV. A luz UV quebra o composto fotossensível e libera o complexo CRISPR-Cas9 para realizar sua tarefa. O crescimento do tumor em camundongos foi reduzido, relataram os autores.
Os pesquisadores esperam aplicar a ferramenta não apenas ao câncer, mas também ao mal de Parkinson e diabetes, diz Song. "Nosso grupo vai se concentrar em nanomedicina e vamos desenvolver a ferramenta para tratar doenças no corpo humano", diz ele. Outros colaboradores importantes do documento são Youhui Lin, do Instituto de Pesquisa em Matemática e Biomimética da Universidade de Xiamen, e Yuzhen Wang, do Laboratório de Eletrônica Flexível e do Instituto de Materiais Avançados da Universidade de Tecnologia de Nanjing.
Referências:
https://advances.sciencemag.org/content/5/4/eaav7199
http://stuex.nju.edu.cn/en/a/Scientific_Research/chief_professors/School_of_Engineering___Applied_Sciences/
https://advances.sciencemag.org/content/5/4/eaav7199
https://spectrum.ieee.org/biomedical/diagnostics/software-helps-gene-editing-tool-crispr-live-up-to-its-hype
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.7b07874
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29266160
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29272114
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201806941
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201708689
http://iam.njtech.edu.cn/en/view.asp?id=296&class=44
https://cpst.xmu.edu.cn/en/info/1088/1066.htm
#bioquímica, #biomedicina, #nanomedicina
Os pesquisadores disseram que o método substitui o uso de vírus CRISPR tradicionalmente usados, dando aos cientistas controle temporário sobre a ferramenta. Eles publicaram suas descobertas na revista Science Advances.
A técnica tem o potencial de atacar e matar células cancerígenas, diz Yujun Song, autor do artigo e professor da Faculdade de Engenharia e Ciências Aplicadas da Universidade de Nanjing, na China.
CRISPR é a abreviação de: Repetições Palíndricas Curtas, A e Eegularmente Espaçadas. É um fenômeno genético que ocorre em micróbios que permitiu aos cientistas obter uma máquina de corte de DNA. Em combinação com certas proteínas, normalmente chamadas de Cas9, o complexo biológico pode cortar e inserir o DNA, alterando o código genético da vida.
A administração física de CRISPR-Cas9 em uma célula normalmente requer que o complexo adira a um vírus. O vírus penetra no núcleo da célula-alvo e fornece a máquina de corte e colagem CRISPR. A estratégia funciona, mas o uso de vírus como método de administração pode levar a problemas como o câncer ou uma resposta imune.
Pesquisadores propuseram vários materiais de entrega alternativos, incluindo nanopartículas de ouro, fósforo preto, estruturas metálicas e orgânicas, óxido de grafite e vários nanomateriais. Esses métodos evitam algumas das armadilhas dos vírus, mas não dão aos cientistas controle sobre o momento da manipulação genética.
É aí que a luz entra em jogo. Os autores do novo relatório ancoraram CRISPR-Cas9 com um composto químico fotossensível em nanopartículas que convertem a luz. Ao expor as partículas à luz, os cientistas liberaram a liberação CRISPR-Cas9 das nanopartículas e as entregaram às células quando precisaram delas.
O sistema não é apenas inteligente porque pode controlar o tempo de inicialização do CRISPR-Cas9, mas também porque pode ser entregue no fundo do corpo e controlado remotamente.
A chave para o controle remoto do sistema está no uso de nanopartículas de conversão de luz como material de entrega. Essas nanopartículas absorvem e convertem a radiação de baixa energia do infravermelho próximo (NIR) em luz visível, luz ultravioleta (UV) e têm sido usadas recentemente em outras aplicações biomédicas.
Ambos os tipos de luz são necessários para realizar o trabalho. A luz NIR penetra no tecido humano para alcançar as nanopartículas no interior do corpo (algo que a luz UV não consegue). E a luz UV tem a capacidade de separar moléculas fotossensíveis e liberar CRISPR-Cas9.
Os autores testaram seu sistema em camundongos com tumores. Eles carregaram o complexo CRISPR-Cas9 com um código genético que interrompeu a produção de uma proteína associada a células cancerígenas. Em seguida, eles ancoraram o complexo CRISPR-Cas9 às nanopartículas de conversão ascendente e as injetaram nos locais dos tumores dos camundongos.
Os pesquisadores esperam aplicar a ferramenta não apenas ao câncer, mas também ao mal de Parkinson e diabetes, diz Song. "Nosso grupo vai se concentrar em nanomedicina e vamos desenvolver a ferramenta para tratar doenças no corpo humano", diz ele. Outros colaboradores importantes do documento são Youhui Lin, do Instituto de Pesquisa em Matemática e Biomimética da Universidade de Xiamen, e Yuzhen Wang, do Laboratório de Eletrônica Flexível e do Instituto de Materiais Avançados da Universidade de Tecnologia de Nanjing.
Referências:
https://advances.sciencemag.org/content/5/4/eaav7199
http://stuex.nju.edu.cn/en/a/Scientific_Research/chief_professors/School_of_Engineering___Applied_Sciences/
https://advances.sciencemag.org/content/5/4/eaav7199
https://spectrum.ieee.org/biomedical/diagnostics/software-helps-gene-editing-tool-crispr-live-up-to-its-hype
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.7b07874
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29266160
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29272114
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201806941
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201708689
http://iam.njtech.edu.cn/en/view.asp?id=296&class=44
https://cpst.xmu.edu.cn/en/info/1088/1066.htm
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