Gen veya kanser tedavileri için “devrimci teknoloji”
Programlanabilir nano şırıngalar, proteinleri hücrelere iletir – bu neden bir atılımdır?
Bakteriyel Moleküler Enjektörler
© Kaynak: Joseph Kreitz, Broad Institute o
Gen terapilerinin vücuttaki doğru hücrelere girmesi önemlidir. Bakteriler bunun için uygun olabilecek bir mekanizma kullanırlar. Araştırmacılar şimdi bu sistemi yeniden programlamayı başardılar. Uzmanların bakış açısından, “gelecekteki uygulamalarla ilgili olarak hayal gücünün sınırı yoktur”.
Cambridge/Zürih. Ev sahiplerinin hücrelerini manipüle ederler, kendilerini avcılara karşı savunurlar veya rakiplerini öldürürler: birçok bakteri, proteinleri hücrelere enjekte etmek için gelişmiş moleküler nano şırıngalar kullanır. ABD’li araştırmacıların Nature dergisinde bildirdiği gibi, bu sözde kontraktil enjeksiyon sistemleri (CIS) yeniden programlanabilir ve gelecekte birçok farklı şekilde terapötik olarak kullanılabilir.
Cambridge’deki (Massachusetts, ABD) Broad Institute’tan Feng Zhang liderliğindeki ekip, bir bakteriyel nano şırıngayı, aktif maddeleri belirli hücre tiplerine hedefleyebilecek şekilde modifiye etti. Grup, özellikle kanser tedavileri ve gen terapilerine atıfta bulunarak bunun çeşitli terapileri mümkün kılabileceğini yazıyor. Münih Kliniği Schwabing’den Clemens Wendtner, “devrim niteliğinde bir teknolojiden” bahsediyor. Araştırmaya dahil olmayan doktor, “Yeni bir gelişmenin eşiğindeyiz gibi görünüyor” yorumunu yaptı. “Gelecekteki uygulamalarla ilgili hayal gücünün burada sınırı yok.” Diğer uzmanlar da çalışmada muhtemelen birçok seçeneğin önünü açabilecek bir gelişme görüyorlar.
akciğer tümör hücresi öldürüldü
Konseptin kanıtlanmasında, Zhang’ın ekibi bakterinin enjeksiyon sistemini inceledi. Fotorhabdus asimbiyotik, başlangıçta böcek hücrelerini hedefliyor. Photorhabdus virülans kaseti (PVC) olarak adlandırılan moleküler şırınga, yaklaşık 100 nanometre (milimetrenin milyonda biri) uzunluğunda bir tüpten oluşur. Sonunda, sözde kuyruk lifi, hedef hücreler üzerindeki özel reseptörlere bağlanır, böylece protein yükü hücre zarından bu hücrelere yönlendirilebilir.
Sistematik alt testlerde, Zhang’ın ekibi enjeksiyon cihazlarını iki ana yolla değiştirdi: Bir yandan, olmayan diğer proteinleri de enjekte edebildiler. P. asimbiyotik önce böcek hücrelerine enjekte edin. İkincisi, kuyruk liflerini, nano şırıngaların kendilerini diğer hücrelere, örneğin farelere veya insanlara bağlayacak şekilde yeniden programladı.
Örneğin, araştırmacılar laboratuvardaki enjeksiyon sisteminin akciğer tümörlerinden alınan hücrelere kenetlenmesini ve onları bir toksinle öldürmesini sağladı. Başka bir deneyde, Crispr-Cas9 gen makasının DNA’yı kesebilen bileşeni olan Cas9 enzimini insan hücrelerine soktular. Bu, gelecekte hücrelerdeki DNA’yı istenen hedeflerde terapötik olarak değiştirmeyi potansiyel olarak mümkün kılabilir.
Enjeksiyon sistemi bir “çığır”
Son adımda ekip, nano şırınganın canlı organizmalar üzerinde kullanımını gösterdi. Bunları farelerin beyinlerine enjekte ederek, hipokampusun beyin bölgesindeki sinir hücrelerine proteinleri kaçırmışlar. Araştırmacılar ne hücrelere zarar veren etkiler ne de bağışıklık sisteminin güçlü bir aktivasyonunu gözlemlediler. Ek olarak, enjeksiyon aparatı bir hafta sonra artık tespit edilemez hale geldi. Grup, “Bu, sistemin geçici veya kısa süreli olması amaçlanan tedaviler için ideal olarak uygun olduğunu gösteriyor” diyor.
Marburg’daki Max Planck Karasal Mikrobiyoloji Enstitüsü’nden Andreas Diepold, sunulan sistemin “yüzeylerinde tanımlanmış herhangi bir yapıya sahip hücrelere herhangi bir protein enjekte etmeyi” mümkün kıldığını söylüyor. Yabancı proteinlerle yüklenebilen böyle bir enjeksiyon sistemi bir dönüm noktasıdır.
:format(webp)/cloudfront-eu-central-1.images.arcpublishing.com/madsack/52PB2BZ55FGIVKPTFJKVEC52BA.jpg)
Polis gen bankalarını giderek daha sık kullanıyor – bu bir sorun mu?
Fail neye benziyordu? Akrabaları kimler? Genetik adli tıpta yeni yöntemler, polis soruşturmaları için de faydalı olabilir. Ancak Almanya’daki polisin suçları araştırmak için gen veritabanlarını kullanmasına da izin verilmeli mi?
Gen makası için Nobel ödülü alamadım
Ancak uzmanlar birkaç engele işaret ediyor: sistemdeki protein yükü sınırlıdır. Ayrıca bu şarjın sadece istenilen noktalara getirilmesi ve diğer hücrelere ulaşmaması önemlidir.
Zürih’teki İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü’nden (ETH) Charles Ericson ve Martin Pilhofer, “Belirli proteinleri belirli hücre türlerine dahil etme yeteneği, hem yaşam bilimlerindeki araştırmalar hem de hastalıkların tedavisi için muazzam bir potansiyel sunacaktır” diye yazıyor. bir “Doğa” yorumu. “Bu dönüştürülmüş enjeksiyon kompleksleri, çeşitli biyolojik sistemlerdeki uygulamalarla heyecan verici bir biyoteknolojik araç kutusunu temsil ediyor.”
Çalışma lideri Feng Zhang, yaşam bilimlerinde önemli bir figürdür. Crispr-Cas9 gen makasının geliştirilmesi için, şu anda Max Planck Patojen Bilimi Araştırma Merkezi’nin kurucu direktörü olan iki araştırmacı Emmanuelle Charpentier ve Berkeley’deki California Üniversitesi’nden Jennifer Doudna ile şiddetli bir patent anlaşmazlığına girdi. Yöntemle ilgili çalışmalarını 2012’de Science dergisinde peş peşe sundular. Charpentier ve Doudna, 2020’de Nobel Tıp Ödülü’nü aldı, Zhang eli boş gitti.
Haberler
Programlanabilir nano şırıngalar, proteinleri hücrelere iletir – bu neden bir atılımdır?
Bakteriyel Moleküler Enjektörler
© Kaynak: Joseph Kreitz, Broad Institute o
Gen terapilerinin vücuttaki doğru hücrelere girmesi önemlidir. Bakteriler bunun için uygun olabilecek bir mekanizma kullanırlar. Araştırmacılar şimdi bu sistemi yeniden programlamayı başardılar. Uzmanların bakış açısından, “gelecekteki uygulamalarla ilgili olarak hayal gücünün sınırı yoktur”.
Cambridge/Zürih. Ev sahiplerinin hücrelerini manipüle ederler, kendilerini avcılara karşı savunurlar veya rakiplerini öldürürler: birçok bakteri, proteinleri hücrelere enjekte etmek için gelişmiş moleküler nano şırıngalar kullanır. ABD’li araştırmacıların Nature dergisinde bildirdiği gibi, bu sözde kontraktil enjeksiyon sistemleri (CIS) yeniden programlanabilir ve gelecekte birçok farklı şekilde terapötik olarak kullanılabilir.
Cambridge’deki (Massachusetts, ABD) Broad Institute’tan Feng Zhang liderliğindeki ekip, bir bakteriyel nano şırıngayı, aktif maddeleri belirli hücre tiplerine hedefleyebilecek şekilde modifiye etti. Grup, özellikle kanser tedavileri ve gen terapilerine atıfta bulunarak bunun çeşitli terapileri mümkün kılabileceğini yazıyor. Münih Kliniği Schwabing’den Clemens Wendtner, “devrim niteliğinde bir teknolojiden” bahsediyor. Araştırmaya dahil olmayan doktor, “Yeni bir gelişmenin eşiğindeyiz gibi görünüyor” yorumunu yaptı. “Gelecekteki uygulamalarla ilgili hayal gücünün burada sınırı yok.” Diğer uzmanlar da çalışmada muhtemelen birçok seçeneğin önünü açabilecek bir gelişme görüyorlar.
akciğer tümör hücresi öldürüldü
Konseptin kanıtlanmasında, Zhang’ın ekibi bakterinin enjeksiyon sistemini inceledi. Fotorhabdus asimbiyotik, başlangıçta böcek hücrelerini hedefliyor. Photorhabdus virülans kaseti (PVC) olarak adlandırılan moleküler şırınga, yaklaşık 100 nanometre (milimetrenin milyonda biri) uzunluğunda bir tüpten oluşur. Sonunda, sözde kuyruk lifi, hedef hücreler üzerindeki özel reseptörlere bağlanır, böylece protein yükü hücre zarından bu hücrelere yönlendirilebilir.
Sistematik alt testlerde, Zhang’ın ekibi enjeksiyon cihazlarını iki ana yolla değiştirdi: Bir yandan, olmayan diğer proteinleri de enjekte edebildiler. P. asimbiyotik önce böcek hücrelerine enjekte edin. İkincisi, kuyruk liflerini, nano şırıngaların kendilerini diğer hücrelere, örneğin farelere veya insanlara bağlayacak şekilde yeniden programladı.
Örneğin, araştırmacılar laboratuvardaki enjeksiyon sisteminin akciğer tümörlerinden alınan hücrelere kenetlenmesini ve onları bir toksinle öldürmesini sağladı. Başka bir deneyde, Crispr-Cas9 gen makasının DNA’yı kesebilen bileşeni olan Cas9 enzimini insan hücrelerine soktular. Bu, gelecekte hücrelerdeki DNA’yı istenen hedeflerde terapötik olarak değiştirmeyi potansiyel olarak mümkün kılabilir.
Enjeksiyon sistemi bir “çığır”
Son adımda ekip, nano şırınganın canlı organizmalar üzerinde kullanımını gösterdi. Bunları farelerin beyinlerine enjekte ederek, hipokampusun beyin bölgesindeki sinir hücrelerine proteinleri kaçırmışlar. Araştırmacılar ne hücrelere zarar veren etkiler ne de bağışıklık sisteminin güçlü bir aktivasyonunu gözlemlediler. Ek olarak, enjeksiyon aparatı bir hafta sonra artık tespit edilemez hale geldi. Grup, “Bu, sistemin geçici veya kısa süreli olması amaçlanan tedaviler için ideal olarak uygun olduğunu gösteriyor” diyor.
Marburg’daki Max Planck Karasal Mikrobiyoloji Enstitüsü’nden Andreas Diepold, sunulan sistemin “yüzeylerinde tanımlanmış herhangi bir yapıya sahip hücrelere herhangi bir protein enjekte etmeyi” mümkün kıldığını söylüyor. Yabancı proteinlerle yüklenebilen böyle bir enjeksiyon sistemi bir dönüm noktasıdır.
Polis gen bankalarını giderek daha sık kullanıyor – bu bir sorun mu?
Fail neye benziyordu? Akrabaları kimler? Genetik adli tıpta yeni yöntemler, polis soruşturmaları için de faydalı olabilir. Ancak Almanya’daki polisin suçları araştırmak için gen veritabanlarını kullanmasına da izin verilmeli mi?
Gen makası için Nobel ödülü alamadım
Ancak uzmanlar birkaç engele işaret ediyor: sistemdeki protein yükü sınırlıdır. Ayrıca bu şarjın sadece istenilen noktalara getirilmesi ve diğer hücrelere ulaşmaması önemlidir.
Zürih’teki İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü’nden (ETH) Charles Ericson ve Martin Pilhofer, “Belirli proteinleri belirli hücre türlerine dahil etme yeteneği, hem yaşam bilimlerindeki araştırmalar hem de hastalıkların tedavisi için muazzam bir potansiyel sunacaktır” diye yazıyor. bir “Doğa” yorumu. “Bu dönüştürülmüş enjeksiyon kompleksleri, çeşitli biyolojik sistemlerdeki uygulamalarla heyecan verici bir biyoteknolojik araç kutusunu temsil ediyor.”
Çalışma lideri Feng Zhang, yaşam bilimlerinde önemli bir figürdür. Crispr-Cas9 gen makasının geliştirilmesi için, şu anda Max Planck Patojen Bilimi Araştırma Merkezi’nin kurucu direktörü olan iki araştırmacı Emmanuelle Charpentier ve Berkeley’deki California Üniversitesi’nden Jennifer Doudna ile şiddetli bir patent anlaşmazlığına girdi. Yöntemle ilgili çalışmalarını 2012’de Science dergisinde peş peşe sundular. Charpentier ve Doudna, 2020’de Nobel Tıp Ödülü’nü aldı, Zhang eli boş gitti.
Haberler