Les ADNsomes commencent par de courtes chaînes d'ADN synthétique conçues pour être complémentaires sur une partie de leur longueur afin qu'elles se rejoignent en des formes en Y microscopiques. Une molécule lipidique est attachée, et des colorants fluorescents peuvent être attachés pour le suivi. Les médicaments ou l'ARN sont liés chimiquement à l'unité en forme de Y, puis plusieurs unités assemblées en une sphère, de la taille d'un virus, qui peuvent entrer dans les cellules et livrer leur charge utile.
(PhysOrg.com) -- L'ADN n'est plus seulement pour la génétique. Les chercheurs de Cornell utilisent de l'ADN synthétique pour fabriquer des nanoparticules, surnommés DNAsomes, qui peuvent amener des médicaments et une thérapie génétique à l'intérieur des cellules.
Dan Luo, professeur de génie biologique et environnemental, et ses collègues rapportent leur travail dans le numéro du 3 janvier de la revue Petit .
ADNsomes, Luo a dit, peut transporter plusieurs médicaments ainsi que des molécules d'ARN conçues pour bloquer l'expression des gènes, une amélioration par rapport à d'autres systèmes d'administration de médicaments tels que les liposomes (petites enveloppes des molécules de phospholipides qui composent les membranes cellulaires) ou les nanoparticules de polymère. Aussi, certains autres systèmes d'administration peuvent être toxiques pour les cellules, les chercheurs ont dit.
Dans son habitat naturel dans le noyau d'une cellule, L'ADN est constitué de molécules à longue chaîne qui sont complémentaires, s'attachant les uns aux autres comme un chapelet de blocs Lego sur toute leur longueur pour former la fameuse double hélice. Le groupe de recherche Luo crée de courtes chaînes d'ADN synthétique conçues pour s'attacher sur une partie seulement de leur longueur afin qu'elles se joignent en formes comme des croix, Ts ou Ys.
Les ADNsomes sont assemblés à partir d'unités en forme de Y, chacun composé de trois brins d'ADN. Une molécule lipidique est attachée à la queue du Y, et les médicaments à délivrer sont liés chimiquement aux bras. Lorsque le but est de bloquer l'expression de gènes avec des molécules de siRNA (small interfering RNA), l'ADN synthétique peut être conçu avec une section complémentaire à l'ARN de sorte que l'ARN s'y attache de manière lâche. La fourniture d'ARNsi a été un défi particulier pour d'autres systèmes d'administration de médicaments, les chercheurs ont noté.
En solution aqueuse, la combinaison de l'ADN, qui est attiré par les molécules d'eau, et lipides, qui sont repoussés par l'eau, provoque l'auto-assemblage des unités Y en sphères creuses de 100 à 5, 000 nanomètres de diamètre, constitué de plusieurs couches d'ADN, lipide et cargaison.
"La beauté de ceci est que le corps de la chose est aussi un corps de drogue, " dit Luo. De la taille d'un virus, le DNAsome sera englouti par la membrane cellulaire et introduit dans une cellule de la même manière qu'un virus, il expliqua. Le DNAsome peut être marqué avec des molécules qui ciblent un type particulier de cellule, comme une cellule cancéreuse.
Ce qui se passe à l'intérieur de la cellule pour libérer les médicaments est toujours une "boîte noire, " Luo dit, comme c'est le cas avec d'autres systèmes d'administration de médicaments, mais les tests montrent que la cargaison est livrée. Les chercheurs ont chargé des ADNsomes avec un colorant fluorescent et les ont introduits dans une culture de cellules ovariennes de hamster. Des microphotos ont montré les cellules ovariennes brillant sous la lumière ultraviolette. Notamment, les chercheurs ont trouvé, la cargaison avait été livrée à la fois au cytoplasme et au noyau des cellules, une considération importante pour l'administration de plusieurs médicaments, puisque différents médicaments peuvent avoir des cibles différentes dans la cellule. Dans des expériences ultérieures, les chercheurs ont vérifié la capacité des ADNsomes à délivrer plusieurs médicaments ainsi que des siARN.
Les ADNsomes sont nommés par analogie avec les liposomes. Le suffixe --some vient d'un mot latin signifiant « corps ».
Le chercheur principal de l'étude est Young Hoon Roh, qui était étudiant diplômé dans le groupe Luo et vient de recevoir son doctorat. David Muller, professeur de physique appliquée et ingénieur, et son groupe de recherche ont collaboré au projet.
