Polímero único suministra carga genética rastreando el seguimiento

Un científico ha desarrollado una molécula que puede viajar a las células, suministrar una carga genética y transportar una señal para que científicos puedan seguir sus movimientos en los sistemas vivos.

"Mi laboratorio ha estado tratando de encontrar una formar de suministrar drogas genéticas a las células”, dijeron la Dra. Theresa M. Reineke, profesora asociada de química en el Instituto Politécnico de Virginia y el Colegio de Ciencias de la Universidad del Estado de Virginia (Virginia Tech; Blacksburg, VA, EUA) y colegas, en su laboratorio en Virginia Tech y en la Universidad de Cincinnati (OH, EUA).

Los científicos de todo el mundo están usando la información del proyecto del genoma humano como un método para tratar las enfermedades. El interés de la Dra. Reineke es el cáncer y la enfermedad cardiovascular. "Las drogas tradicionales buscan tratar las enfermedades a nivel proteico”, dijo. "Las drogas genéticas--como las que pueden alterar o controlar la expresión genética--buscan tratar la enfermedad a nivel genético y tienen el beneficio adicional de ser más específicas para su blanco medicinal”. Un ejemplo sería un mensaje genético que pudiese detener el crecimiento tumoral.

Un problema clave ha sido que las drogas de ADN y ARN-pedazos de código genético que almacenan información e instrucciones--no se pueden difundir a través de la célula de la misma forma que las drogas tradicionales pequeñas lo hacen. "Necesitábamos un vehículo para llevarlas a las células”, dijo la Dra. Reineke. Uno de estos vehículos es un virus diseñado. El grupo de la Dra. Reineke ha estado trabajando en una solución con un diseño mejor.

Los científicos crearon policationes novedosos, los cuales son una cadena polimérica con cargas positivas, lo cual no es demasiado inusual. El ADN es un polianión, un polímero con cargas negativas. Sin embargo, la supramolécula del grupo Reineke tiene opciones. Contiene química (oligoetilenaminas) que se une y compacta los ácidos nucleicos--pedazos del ADN--en nanopartículas. También incorpora un grupo de elementos de tierras raras, conocidos como lantánidos. El ADN re-empacado está protegido del daño a medida que viaja a las células y los lantánidos permiten la visualización del suministro a las células.

"En nuestros experimentos, estas señales de suministro suministran la capacidad de seguir el suministro del ADN a las células vivas”, dijo la Dra. Reineke. "Suministran el potencial para rastrear las terapias génicas dentro del cuerpo vivo”, dijo.

A nivel de nanómetros o celular, los investigadores pueden rastrear los polímeros usando microscopios sensibles, que capturan la luminiscencia de las nanopartículas. En escala sub-milimétrica o tisular, se usa la resonancia magnética (RM) para ver a donde van las nanopartículas. "Esta capacidad de rastrear el movimiento y suministro de drogas genéticas suministra una oportunidad de entender el mecanismo de suministro y monitorizar la eficacia en tiempo real, para que podamos desarrollar materiales mejores para suministrar terapéuticos genéticos, y finalmente mejores tratamientos”, dijo la Dra. Reineke.

La investigación fue publicada en la edición en línea de Septiembre 23, 2009 de la revista Proceedings of the [U.S.] National Academy of Sciences (PNAS”.

La Dra. Reineke acaba de recibir el Premio al Innovador Nuevo del Director de los Institutos Nacionales de Salud de los Estados Unidos (Bethesda, MD, EUA).

Enlaces relacionados:
Virginia Polytechnic Institute and State University
University of Cincinnati