I ricercatori pollice più vicino a sbloccare il potenziale di sangue sintetico

Marzo 20, 2016 Admin Salute 0 3
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Un team di scienziati ha creato particelle che rispecchiano da vicino alcune delle proprietà principali di globuli rossi, che possa contribuire ad aprire la strada per lo sviluppo di sangue sintetico.

La nuova scoperta - descritta in uno studio che appare in linea Early Edition degli Atti della National Academy of Sciences durante la settimana del 10 gennaio 2011 - potrebbe anche portare a trattamenti più efficaci per pericolo di vita condizioni mediche come il cancro .

University of North Carolina a Chapel Hill ricercatori tecnologia nota come PRINT (replica particelle in Modelli per non bagnare) usato per produrre particelle di idrogel molto morbidi che imitano le dimensioni, la forma e la flessibilità dei globuli rossi, permettendo le particelle a circolare nel corpo per lunghi periodi di tempo.




Non sono stati condotti test di capacità delle particelle di svolgere funzioni quali il trasporto di ossigeno o trasportare farmaci terapeutici, e non rimanere nel sistema cardiovascolare finché veri globuli rossi.

Tuttavia, i ricercatori ritengono che i risultati - in particolare per quanto riguarda la flessibilità - sono significativi perché i globuli rossi naturalmente si deformano per passare attraverso i pori microscopici di organi e vasi sanguigni stretti. Sopra la loro durata di 120 giorni, le cellule reali diventano gradualmente più rigido e poi vengono filtrati di circolazione quando non possono più deformarsi sufficiente per passare attraverso i pori nella milza. I tentativi per creare efficaci imita globuli rossi sono stati limitati perché le particelle tendono ad essere rapidamente filtrato dalla circolazione a causa della loro rigidità.

Al di là di avvicinarsi alla produzione di sangue sintetico, i risultati potrebbero influenzare approcci per il trattamento del cancro. Le cellule tumorali sono più morbide rispetto alle cellule sane, consentendo loro di presentare in luoghi diversi nel corpo, che porta alla diffusione della malattia. Particelle caricate con farmaci anticancro che possono rimanere in circolazione più possono aprire la porta ad approcci terapeutici più aggressivi.

"Creazione di particelle per la circolazione lungo nel flusso sanguigno è stata una sfida significativa per lo sviluppo di sistemi di drug delivery dall'inizio", ha detto Joseph DeSimone, Ph.D., co-lead investigator dello studio, del cancelliere Eminent professore di chimica in UNC di Collegio delle Arti e delle Scienze, membro della Lineberger Comprehensive Cancer Center di UNC e William R. Kenan Jr. Professore di Ingegneria Chimica presso NC State University. "Anche se dovremo considerare deformabilità particelle insieme ad altri parametri quando studiamo il comportamento delle particelle nel corpo umano, crediamo che questo studio rappresenta un punto di svolta reale per il futuro della nanomedicina."

Chad Mirkin, Ph.D., George B. Rathmann professore di chimica alla Northwestern University, ha detto che la capacità di imitare i processi naturali di un corpo per scopi medicinali è stata una lunga, ma evasiva obiettivo per i ricercatori. "Questi risultati sono significativi in ​​quanto la capacità di sintetizzare in modo riproducibile particelle micron scala con sintonizzabile deformabilità in grado di muoversi attraverso il corpo senza restrizioni come fanno i globuli rossi, apre le porte a una nuova frontiera nel trattamento della malattia", ha detto Mirkin, che è anche un membro del Consiglio del Presidente Obama di consiglieri per la Scienza e la Tecnologia e direttore dell'Istituto Internazionale per le nanotecnologie di Northwestern.

Ricercatori UNC progettato il materiale idrogel per lo studio per rendere le particelle di diversa rigidezza. Quindi, utilizzando la tecnologia PRINT - una tecnica inventata nel laboratorio di DeSimone di produrre nanoparticelle con controllo sulla dimensione, la forma e la chimica - hanno creato forme, che sono stati riempiti con la soluzione di idrogel e trattati per produrre migliaia di dischi simili alle cellule del sangue rosso, ciascuno a soli 6 micrometri di diametro.

La squadra poi testato le particelle per determinare la loro capacità di circolare nel corpo senza essere filtrato da vari organi. Quando la prova nei topi, le particelle più flessibili durato 30 volte superiore a quelle rigide: le particelle meno flessibili scomparse dalla circolazione con un'emivita del 2,88 ore, rispetto ai 93,29 ore per i più flessibili. Rigidità anche influenzato in cui le particelle finalmente finito: le particelle più rigide tendevano a presentare nei polmoni, ma le particelle più flessibili no; invece, sono stati rimossi dalla milza, l'organo che rimuove normalmente vecchi reali globuli rossi.

Lo studio è stato condotto da Timothy Merkel, uno studente laureato nel laboratorio di DeSimone, e DeSimone. La ricerca è stata resa possibile attraverso un federale Recovery and Reinvestment Act concessione stimolo fornito dal National Heart, Lung and Blood Institute, parte del National Institutes of Health (NIH). Il sostegno è stato fornito anche dalla National Science Foundation, il Centro Carolina for Cancer Nanotechnology Excellence, il programma NIH Pioneer Award e Liquidia Technologies, una società di nanotecnologie privata lo sviluppo di vaccini e terapie basate sulla tecnologia delle particelle PRINT. DeSimone co-fondato la società, che detiene una licenza esclusiva per la tecnologia PRINT da UNC.

Altri ricercatori studenti UNC, docenti e personale che hanno contribuito allo studio sono Kevin P. Herlihy e Farrell R. Kersey dal dipartimento di chimica; Mary Napier e J. Christopher Luft dal Centro Carolina for Cancer Nanotechnology Excellence; Andrew Z. Wang dal Lineberger Centro; Adam R. Shields dal dipartimento di fisica; Huali Wu e William C. Zamboni presso l'Istituto per la farmacogenomica e terapia individualizzata alla Scuola Eshelman di Farmacia; e James E. Orso e Stephen W. Jones dal dipartimento di biologia cellulare e dello sviluppo nella Facoltà di Medicina.

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