AccueilCalendrierFAQRechercherS'enregistrerMembresGroupesConnexion

Partagez | 
 

 Un GPS Cellulaire, des codes barres.

Voir le sujet précédent Voir le sujet suivant Aller en bas 
AuteurMessage
Denis
Rang: Administrateur


Nombre de messages : 15988
Date d'inscription : 23/02/2005

MessageSujet: Re: Un GPS Cellulaire, des codes barres.   Mar 7 Fév 2017 - 20:18

Using tiny snippets of DNA as "barcodes," researchers have developed a new technique for rapidly screening the ability of nanoparticles to selectively deliver therapeutic genes to specific organs of the body. The technique could accelerate the development and use of gene therapies for such killers as heart disease, cancer and Parkinson's disease.

Genetic therapies, such as those made from DNA or RNA, are hard to deliver into the right cells in the body. For the past 20 years, scientists have been developing nanoparticles made from a broad range of materials and adding compounds such as cholesterol to help carry these therapeutic agents into cells. But the rapid development of nanoparticle carriers has run into a major bottleneck: the nanoparticles have to be tested, first in cell culture, before a very small number of nanoparticles is tested in animals. With millions of possible combinations, identifying the optimal nanoparticle to target each organ was highly inefficient.

Using DNA strands just 58 nucleotides long, researchers from the University of Florida, Georgia Institute of Technology and Massachusetts Institute of Technology have developed a new testing technique that skips the cell culture testing altogether -- and could allow hundreds of different types of nanoparticles to be tested simultaneously in just a handful of animals.

The original research was done in the laboratories of Robert Langer, the David H. Koch Institute Professor, and Daniel Anderson, the Samuel A. Goldsmith Professor of Applied Biology, at MIT. Supported by the National Institutes of Health, the research was reported February 6 in the journal Proceedings of the National Academy of Sciences.

"We want to understand at a very high level what factors affecting nanoparticle delivery are important," said James Dahlman, an assistant professor in the Wallace H. Coulter Department of Biomedical Engineering at Georgia Tech and Emory University, one of Langer's former graduate students, lead author on the study, and one of the paper's corresponding authors. "This new technique not only allows us to understand what factors are important, but also how disease factors affect the process."

To prepare nanoparticles for testing, the researchers insert a snippet of DNA that is assigned to each type of nanoparticle. The nanoparticles are then injected into mice, whose organs are then examined for presence of the barcodes. By using the same technologies scientists use to sequence the genome, many nanoparticles can be tested simultaneously, each identified by its unique DNA barcode.

Researchers are interested not only in which nanoparticles deliver the therapeutics most effectively, but also which can deliver them selectively to specific organs. Therapeutics targeted to tumors, for example, should be delivered only to the tumor and not to surrounding tissues. Therapeutics for heart disease likewise should selectively accumulate in the heart.

While much of the study was devoted to demonstrating control strategies, the researchers did test how 30 different particles were distributed in eight different tissues of an animal model. This nanoparticle targeting 'heat map' showed that some particles were not taken up at all, while others entered multiple organs. The testing included nanoparticles previously shown to selectivity enter the lungs and liver, and the results of the new technique were consistent with what was already known about those nanoparticles.

The single-strand DNA barcode sequences are about the same size as antisense oligonucleotides, microRNA and siRNA being developed for possible therapeutic uses. Other gene-based therapeutics are larger, and additional research would be needed to determine if the technique could be used with them. In the research reported this week, the nanoparticles were not used to deliver active therapeutics, though that would be a near-term next step.

"In future work, we are hoping to make a thousand particles and instead of evaluating them three at a time, we would hope to test a few hundred simultaneously," Dahlman said. "Nanoparticles can be very complicated because for every biomaterial available, you could make several hundred nanoparticles of different sizes and with different components added."

Once promising nanoparticles are identified with the screening, they would be subjected to additional testing to verify their ability to deliver therapeutics. In addition to accelerating the screening, the new technique may require fewer animals -- perhaps no more than three for each set of nanoparticles tested.

There are a few caveats with the technique. To avoid the possibility of nanoparticles merging, only structures that are stable in aqueous environments can be tested. Only nontoxic nanoparticles can be screened, and researchers must control for potential inflammation generated by the inserted DNA.

In Langer and Anderson's laboratory, Dahlman worked with Kevin Kauffman, who remains at MIT, and Eric Wang, now an assistant professor the University of Florida. Other co-authors of the paper included Yiping Xing, Taylor Shaw, Faryal Mir and Chloe Dlott, all of whom are at MIT.

"Nucleic acid therapies hold considerable promise for treating a range of serious diseases," said Dahlman. "We hope this technique will be used widely in the field, and that it will ultimately bring more clarity to how these drugs affect cells -- and how we can get them to the right locations in the body."

---

En utilisant des fragments minuscules de l'ADN comme «codes à barres», les chercheurs ont mis au point une nouvelle technique pour rapidement dépister la capacité des nanoparticules à sélectivement livrer des gènes thérapeutiques à des organes spécifiques du corps. La technique pourrait accélérer le développement et l'utilisation de thérapies géniques pour des tueurs comme les maladies cardiaques, le cancer et la maladie de Parkinson.

Les thérapies génétiques, telles que celles faites à partir d'ADN ou d'ARN, sont difficiles à livrer dans les cellules directement dans le corps. Au cours des 20 dernières années, les scientifiques ont développé des nanoparticules fabriquées à partir d'une large gamme de matériaux et ajoutant des composés tels que le cholestérol pour aider à transporter ces agents thérapeutiques dans les cellules. Mais le développement rapide des porteurs de nanoparticules a rencontré un goulot d'étranglement majeur: les nanoparticules doivent être testées, d'abord en culture cellulaire, avant qu'un très petit nombre de nanoparticules soit testé chez l'animal. Avec des millions de combinaisons possibles, l'identification de la nanoparticule optimale pour cibler chaque organe était très inefficace.

Les chercheurs de l'Université de Floride, de l'Institut de technologie de la Géorgie et du Massachusetts Institute of Technology ont mis au point une nouvelle technique de test qui permet de sauter les tests de culture cellulaire et pourrait permettre l'utilisation de centaines de différents types de nanoparticules Testé simultanément dans juste une poignée d'animaux.

La recherche originale a été réalisée dans les laboratoires de Robert Langer, professeur de l'Institut David H. Koch, et Daniel Anderson, professeur de biologie appliquée de Samuel A. Goldsmith, au MIT. Soutenu par le National Institutes of Health, la recherche a été rapportée Février 6 dans le journal Proceedings de l'Académie nationale des sciences.

"Nous voulons comprendre à un niveau très élevé quels sont les facteurs affectant la livraison des nanoparticules qui sont importants", a déclaré James Dahlman, auteur principal de l'étude. "Cette nouvelle technique permet non seulement de comprendre quels sont les facteurs importants, mais aussi comment les facteurs de maladie affectent le processus."

Pour préparer des nanoparticules pour le test, les chercheurs insèrent un extrait d'ADN qui est attribué à chaque type de nanoparticule. Les nanoparticules sont ensuite injectées dans des souris, dont les organes sont ensuite examinés pour la présence des codes à barres. En utilisant les mêmes technologies que les scientifiques utilisent pour séquencer le génome, de nombreuses nanoparticules peuvent être testées simultanément, chacune étant identifiée par son code à barres d'ADN unique.

Les chercheurs s'intéressent non seulement à ce que les nanoparticules fournissent la thérapeutique la plus efficace, mais aussi qu'ils puissent les délivrer sélectivement à des organes spécifiques. Les thérapeutiques ciblées sur les tumeurs, par exemple, doivent être administrées uniquement à la tumeur et non aux tissus environnants. Les therapeutiques pour les maladies cardiaques devrait également s'accumuler sélectivement dans le cœur.

Alors qu'une grande partie de l'étude était consacrée à la démonstration de stratégies de contrôle, les chercheurs ont testé comment 30 particules différentes ont été distribuées dans huit tissus différents d'un modèle animal. Cette carte des nanoparticules a montré que certaines particules n'ont pas été prises du tout, alors que d'autres ont pénétré dans de multiples organes. Les tests ont inclus des nanoparticules qui ont précédemment démontrer de la sélectivité pour entrer dans les poumons et le foie, et les résultats de la nouvelle technique étaient compatibles avec ce qui était déjà connu au sujet de ces nanoparticules.

Les séquences de codes à barres d'ADN à brin simple ont environ la même taille que les oligonucleotides antisens, le microARN et l'ARNsi qui sont développés pour des utilisations thérapeutiques possibles. D'autres thérapies à base de gènes sont plus importantes, et des recherches supplémentaires seraient nécessaires pour déterminer si la technique pouvait être utilisée avec eux. Dans la recherche rapportée cette semaine, les nanoparticules n'ont pas été utilisés pour fournir thérapeutiques actives, bien que ce serait une prochaine étape à court terme.

"Dans les travaux futurs, nous espérons faire mille particules à la fois et au lieu d'évaluer trois à la fois, nous espérons pouvoir en tester quelques centaines simultanément", a déclaré Dahlman. «Les nanoparticules peuvent être très compliquées parce que pour chaque biomatériau disponible, vous pourriez fabriquer plusieurs centaines de nanoparticules de différentes tailles et avec différents composants ajoutés.

Une fois que les nanoparticules prometteuses sont identifiées avec le dépistage, elles seront soumises à des tests supplémentaires pour vérifier leur capacité à délivrer des produits thérapeutiques. En plus d'accélérer le dépistage, la nouvelle technique peut exiger moins d'animaux - peut-être pas plus de trois pour chaque ensemble de nanoparticules testées.

Il ya quelques mises en garde avec la technique. Pour éviter la possibilité de fusion des nanoparticules, seules les structures stables en milieu aqueux peuvent être testées. Seules les nanoparticules non toxiques peuvent être criblées, et les chercheurs doivent contrôler l'inflammation potentielle générée par l'ADN inséré.


"Les traitements à base d'acide nucléique sont très prometteurs pour le traitement d'une gamme de maladies graves", a déclaré Dahlman. "Nous espérons que cette technique sera largement utilisée sur le terrain et qu'elle apportera en fin de compte plus de clarté à la façon dont ces médicaments affectent les cellules - et comment nous pouvons les amener aux bons endroits dans le corps.

_________________
Revenir en haut Aller en bas
Voir le profil de l'utilisateur
julius



Nombre de messages : 57
Localisation : paca
Date d'inscription : 14/03/2012

MessageSujet: Un GPS Cellulaire, des codes barres.   Sam 26 Oct 2013 - 3:49

Découverte d’un GPS cellulaire
Publié le 18-10-2013 à 14h53
Rédacteur
Par Rédacteur
Sciences et Avenir

Une protéine permet de freiner et de contrôler la direction de la migration cellulaire. Une découverte clé pour la lutte contre le cancer.



   » Quand les cellules adoptent la formation "en tortue", comme dans Astérix !

ÇA BOUGE. Les cellules de notre organisme ne sont pas toutes immobiles, beaucoup de processus physiologiques notamment lors du développement de l’embryon dépendent de la capacité des cellules à se déplacer. Mais ce phénomène peut parfois se dérégler, dans les pathologies cancéreuses notamment, ce qui aboutit à l’apparition de métastases.
Un mécanisme conservé depuis l’amibe

Une vaste collaboration internationale pilotée par une équipe du Laboratoire d'enzymologie et biochimie structurales (CNRS), et comprenant notamment le CEA et l'ENS1, vient de découvrir une protéine régulant la migration cellulaire. Appelée Arpin, elle constitue un frein à la migration et permet également à la cellule de contrôler la direction de sa migration. Les chercheurs ont pu montrer que ces deux rôles d'Arpin ont été conservés au cours de l'évolution depuis l'amibe jusqu'à l'homme.

ACTINE. La migration cellulaire dépend de la formation de réseaux d'une protéine fibreuse, l'actine, qui permettent à la cellule de projeter sa membrane en formant une structure appelée lamellipode. Les fibres d'actine qui génèrent cette force sont branchées entre elles grâce à une machine moléculaire appelée « complexe Arp2/3 ». Les chercheurs se sont aperçus que cette nouvelle protéine, baptisée Arpin, était un inhibiteur du complexe Arp2/3. Arpin freine en effet la projection de la membrane. Le mécanisme par lequel elle opère était tout à fait inattendu : celle-ci ne s'active qu'au moment où le signal de projeter la membrane est donné, un peu comme si un conducteur freinait au même moment qu'il accélérait.
Conduite directionnelle

Pour mieux comprendre le fonctionnement d'Arpin, les chercheurs ont éliminé cette protéine dans plusieurs types de cellules très différents, telles que des amibes ou des cellules tumorales. Ils ont ainsi montré que ces cellules dépourvues de ce frein moléculaire migraient plus vite, mais aussi de façon plus rectiligne. Ainsi, non seulement la protéine Arpin freine la cellule, mais en plus, elle lui permet de tourner. L'effet de cette protéine étant localisé dans la membrane cellulaire, son activation freine la progression du lamellipode sans empêcher la formation d'un autre lamellipode ailleurs dans la membrane, changeant ainsi la trajectoire de la cellule. Cette nouvelle protéine joue donc à la fois le rôle de frein et de volant.

IMPACT. Les chercheurs pensent que la découverte d'Arpin aura un fort impact dans le domaine des recherches sur le cancer. En effet, les cellules cancéreuses sont capables de réactiver le programme de migration cellulaire et ainsi produire des métastases qui envahissent l'organisme. La découverte de cette protéine pourrait donc avoir des répercussions tant sur le diagnostic des tumeurs invasives que sur les interventions thérapeutiques qui visent à bloquer la formation de métastases.
Revenir en haut Aller en bas
Voir le profil de l'utilisateur
 
Un GPS Cellulaire, des codes barres.
Voir le sujet précédent Voir le sujet suivant Revenir en haut 
Page 1 sur 1
 Sujets similaires
-
» Les codes barres commercial...
» Vidéo-info : "Le nombre 666 est caché dans les codes-barres" !
» Voilà un article qui fait peur !
» B.A.B.A.R
» Comment lire le Code Barre sur la Nourriture !

Permission de ce forum:Vous ne pouvez pas répondre aux sujets dans ce forum
ESPOIRS :: Cancer :: recherche-
Sauter vers: