Los ingenieros muestran que la luz infrarroja cercana puede desencadenar la liberación de CRISPR-Cas9 para retardar el crecimiento tumoral.
#biomedicina, #bioquímica, #nanomedicina
Los ingenieros están mejorando el producto biotecnológico más popular del momento. Científicos chinos informaron que pueden controlar con luz el método de edición genética CRISPR-Cas9.
Los investigadores dijeron que el método reemplaza el uso de virus tradicionalmente usados para CRISPR, dando a los científicos control temporal sobre la herramienta. Publicaron sus hallazgos en la revista Science Advances.
La técnica tiene el potencial de apuntar y matar células cancerosas, dice Yujun Song, autor del artículo y profesor de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Nanjing, China.
CRISPR es la abreviatura de: Repeticiones Palíndricas Cortas,A y Espaciadas Eegularmente. Es un fenómeno genético que ocurre en microbios que ha permitido a los científicos obtener una máquina cortadora de ADN. En combinación con ciertas proteínas, normalmente llamadas Cas9, el complejo biológico puede cortar e insertar ADN, alterando el código genético de la vida.
La administración física de CRISPR-Cas9 en una célula suele requerir que el complejo se adhiera a un virus. El virus penetra en el núcleo de la célula diana y suministra la máquina de corte y encolado CRISPR. La estrategia funciona, pero el uso de virus como método de administración puede conducir a problemas como el cáncer o una respuesta inmunológica.
Los investigadores han propuesto varios materiales de entrega alternativos, incluyendo nanopartículas de oro, fósforo negro, estructuras metálicas y orgánicas, óxido de grafito y varios nanomateriales. Estos métodos evitan algunas de las trampas de los virus pero no dan a los científicos control sobre el momento de la manipulación genética.
Ahí es donde la luz entra en juego. Los autores del nuevo informe anclaron la CRISPR-Cas9 con un compuesto químico fotosensible en nanopartículas que convierten la luz. Al exponer las partículas a la luz, los científicos desencadenaron la liberación de la CRISPR-Cas9 de las nanopartículas y las entregaron a las células cuando las necesitaban.
El sistema no sólo es inteligente porque puede controlar el tiempo de arranque de CRISPR-Cas9, sino también porque puede ser entregado a gran profundidad en el cuerpo y controlado a distancia.
La clave para el control remoto del sistema reside en el uso de nanopartículas de conversión de luz como material de entrega. Estas nanopartículas absorben y convierten la radiación de infrarrojo cercano (NIR) de baja energía en luz visible, luz ultravioleta (UV), y recientemente se han utilizado en otras aplicaciones biomédicas.
Ambos tipos de luz son necesarios para realizar el trabajo. La luz NIR penetra en el tejido humano para llegar a las nanopartículas en lo profundo del cuerpo (algo que la luz UV no puede). Y la luz UV tiene la capacidad de separar moléculas fotosensibles y liberar CRISPR-Cas9.
Los autores probaron su sistema en ratones con tumores. Ellos cargaron el complejo CRISPR-Cas9 con un código genético que detuvo la producción de una proteína asociada a las células cancerígenas. Luego anclaron el complejo CRISPR-Cas9 a las nanopartículas de conversión ascendente y las inyectaron en los sitios tumorales de los ratones.
Luego irradiaron la luz NIR desde el exterior del cuerpo del ratón hacia el objetivo y activaron las nanopartículas para convertirla y emitir luz UV. La luz UV rompe el compuesto fotosensible y libera el complejo CRISPR-Cas9 para cumplir su tarea. El crecimiento tumoral en ratones se redujo, informaron los autores.
Los investigadores esperan aplicar la herramienta no sólo al cáncer, sino también al Parkinson y la diabetes, dice Song. "Nuestro grupo se centrará en la nanomedicina y desarrollaremos la herramienta para tratar enfermedades en el cuerpo humano", dice. Otros colaboradores clave del documento son Youhui Lin, del Instituto de Investigación en Biomimética y Materia Suave de la Universidad de Xiamen, y Yuzhen Wang, del Laboratorio de Electrónica Flexible y del Instituto de Materiales Avanzados de la Universidad de Nanjing Tech.
Referencias:
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
#biomedicina, #bioquímica, #nanomedicina
Los ingenieros están mejorando el producto biotecnológico más popular del momento. Científicos chinos informaron que pueden controlar con luz el método de edición genética CRISPR-Cas9.
La técnica tiene el potencial de apuntar y matar células cancerosas, dice Yujun Song, autor del artículo y profesor de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Nanjing, China.
CRISPR es la abreviatura de: Repeticiones Palíndricas Cortas,A y Espaciadas Eegularmente. Es un fenómeno genético que ocurre en microbios que ha permitido a los científicos obtener una máquina cortadora de ADN. En combinación con ciertas proteínas, normalmente llamadas Cas9, el complejo biológico puede cortar e insertar ADN, alterando el código genético de la vida.
La administración física de CRISPR-Cas9 en una célula suele requerir que el complejo se adhiera a un virus. El virus penetra en el núcleo de la célula diana y suministra la máquina de corte y encolado CRISPR. La estrategia funciona, pero el uso de virus como método de administración puede conducir a problemas como el cáncer o una respuesta inmunológica.
Los investigadores han propuesto varios materiales de entrega alternativos, incluyendo nanopartículas de oro, fósforo negro, estructuras metálicas y orgánicas, óxido de grafito y varios nanomateriales. Estos métodos evitan algunas de las trampas de los virus pero no dan a los científicos control sobre el momento de la manipulación genética.
Ahí es donde la luz entra en juego. Los autores del nuevo informe anclaron la CRISPR-Cas9 con un compuesto químico fotosensible en nanopartículas que convierten la luz. Al exponer las partículas a la luz, los científicos desencadenaron la liberación de la CRISPR-Cas9 de las nanopartículas y las entregaron a las células cuando las necesitaban.
El sistema no sólo es inteligente porque puede controlar el tiempo de arranque de CRISPR-Cas9, sino también porque puede ser entregado a gran profundidad en el cuerpo y controlado a distancia.
La clave para el control remoto del sistema reside en el uso de nanopartículas de conversión de luz como material de entrega. Estas nanopartículas absorben y convierten la radiación de infrarrojo cercano (NIR) de baja energía en luz visible, luz ultravioleta (UV), y recientemente se han utilizado en otras aplicaciones biomédicas.
Ambos tipos de luz son necesarios para realizar el trabajo. La luz NIR penetra en el tejido humano para llegar a las nanopartículas en lo profundo del cuerpo (algo que la luz UV no puede). Y la luz UV tiene la capacidad de separar moléculas fotosensibles y liberar CRISPR-Cas9.
Los autores probaron su sistema en ratones con tumores. Ellos cargaron el complejo CRISPR-Cas9 con un código genético que detuvo la producción de una proteína asociada a las células cancerígenas. Luego anclaron el complejo CRISPR-Cas9 a las nanopartículas de conversión ascendente y las inyectaron en los sitios tumorales de los ratones.
Luego irradiaron la luz NIR desde el exterior del cuerpo del ratón hacia el objetivo y activaron las nanopartículas para convertirla y emitir luz UV. La luz UV rompe el compuesto fotosensible y libera el complejo CRISPR-Cas9 para cumplir su tarea. El crecimiento tumoral en ratones se redujo, informaron los autores.
Los investigadores esperan aplicar la herramienta no sólo al cáncer, sino también al Parkinson y la diabetes, dice Song. "Nuestro grupo se centrará en la nanomedicina y desarrollaremos la herramienta para tratar enfermedades en el cuerpo humano", dice. Otros colaboradores clave del documento son Youhui Lin, del Instituto de Investigación en Biomimética y Materia Suave de la Universidad de Xiamen, y Yuzhen Wang, del Laboratorio de Electrónica Flexible y del Instituto de Materiales Avanzados de la Universidad de Nanjing Tech.
Referencias:
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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