一种被称为渐进机械穿孔的新专利方法可以在短时间内机械地破坏细胞膜,让药物或基因进入细胞。通过这种方式,研究人员可以比以前更容易地测试新疗法。
现代疫苗,如针对SARS-CoV-2的疫苗,使用微小的脂质球将遗传信息输送到细胞中,让身体建立起针对病毒的免疫防御。来自埃尔兰根、德累斯顿和伦敦的一组科学家现在已经开发出一种全新的方法,不仅可以非常有效地将基因,还可以将药物和其他物质输送到细胞中。
来自埃尔兰根的马克斯-普朗克物理与医学中心(MPZPM)、德累斯顿工业大学和伦敦癌症研究所的研究人员将这种方法命名为“渐进机械操作”,并将其发表在科学杂志《芯片上的实验室》上。他们还申请了一项专利。
Ruchi Goswami和Alena Uvizl是由Salvatore Girardo(埃尔兰根)和Jörg Mansfeld(德累斯顿/伦敦)领导的科学家团队的成员,他们开发了渐进式机械运作。他们制造了一种特殊的聚合物生物芯片,其中包含一系列微通道。每个微通道都比前一个窄,最终达到比人类头发细十倍以上的尺寸。
科学家们让细胞通过这些通道,使细胞越来越伸展。这种拉伸在它们的细胞膜上形成了毛孔,允许分子通过这些毛孔进入细胞内部。一旦细胞通过通道,毛孔就会再次关闭。科学家们证明了渐进式机械加工甚至可以在细胞内传递非常大的蛋白质。为了证明这一概念,科学家们使用了抗体和CRISPR/Cas9,这种基因剪刀的发现导致了去年的诺贝尔奖。
同时,方法非常温和。与其他技术相比,很少有细胞受损。
渐进机械加工方法可用于药物开发,并允许制药公司有效地测试新的候选分子。此外,该过程可以很容易地自动化。Jörg曼斯菲尔德是德累斯顿工业大学生物技术中心(BIOTEC)和伦敦癌症研究所的研究小组负责人,他补充说:“我可以想象,在未来,医院将能够使用渐进式机械手术常规检查甚至治疗患者的细胞。”