값 비싼 의학적 치료의 전달을 개선하기위한 노력으로 위스콘신-매디슨 대학교 전기 공학 연구원 팀은 인체가 특정 룰렛 요법을 더 잘 받아 들일 수있는 자극적 인 방법을 개발했습니다.
연구자들은 간 세포를 짧은 전기 펄스에 노출 시켰으며,이 부드러운 Zaps는 간 세포가 펄스 전기장에 노출되지 않은 세포에 비해 룰렛 요법 물질의 양의 40 배 이상을 섭취하게 만들었습니다. 이 방법은 이러한 획기적인 치료에 필요한 복용량을 줄이면 훨씬 안전하고 저렴하게 만듭니다.PLOS ONE.
룰렛 요법은 의학에서 가장 유망한 기술 중 하나입니다. 환자의 세포로 새로운 룰렛 물질을 대체, 변경 또는 도입함으로써 의사는 낭포 성 섬유증, 병사 질환, 혈우병, 당뇨병을 포함한 유전 질환을 치료하거나 보상 할 수 있습니다. 그러나 룰렛 요법의 병목 현상 중 하나는 전달 또는 적절한 용량의 룰렛 물질을 표적 세포로 얻는 것입니다.
이 프로젝트는 거의 10 년 전에 시작하여Hans Sollinger, UW-Madison의 세계적으로 유명한 이식 외과 의사. 그는 인슐린을 생산하는 장기 인 췌장을 공격하는자가 면역 질환 인 제 1 형 당뇨병에 대한 룰렛 요법 치료를 개발했습니다.
그의 치료에서 인슐린 생산을위한 룰렛 코드 또는 DNA는 세포막을 가로 질러 치료 룰렛를 운반하는 데 도움이되는 아드레노 관련 바이러스 (AAV)를 사용하여 간 세포로 전달됩니다. 이 룰렛 코드는 간 세포에 거주하여 췌장의 면역계에 의해 공격받지 않고 인슐린을 생성 할 수 있습니다.
Sollinger는 치료법이 효과가 있다는 개념 증명을 가지고 있었지만, 치료의 미래가 전달에 달려 있다고 믿었습니다. 그는Susan HagnessandJohn Booske, UW-Madison 교수룰렛부서전기 및 컴퓨터, 전기 펄스로 인간 세포를 처리 한 경험이있는 사람. Hagness는“우리가 이야기하기 시작한 것은 지역적이고 표적화 된 전달과 몸 전체를 통과하지 않고 면역 체계를 유발하지 않고간에 직접 치료 DNA를 섭취하는 방법이 있었는지 여부였습니다.
명예 John Booske 교수, PhD 학생 Yizhou Yao 및 Susan Hagness 교수. 크레딧 : Joel Halberg.
연구에 따르면 세포를 전기장에 노출시키는 것은 종종 세포막을 통해 세포의 내부로 이동하는 분자의 능력을 증가시킬 수 있습니다. 엔지니어 연구에서 ECE Ph.D.
그녀가 48 시간 후의 형광 현미경으로 결과를 검사했을 때, Yao는 전기 펄스를받지 못한 세포에서 그 중 일부만이 녹색이 빛나고 있음을 발견하여 AAV 입자에 의해 성공적으로 침투하거나 전달 된 것을 나타냅니다. 대조적으로, ZAP를받은 세포는 AAV에 의해 전달 된 형광 녹색 단백질의 양의 약 40 배를 축적했다.
Booske는이 팀이 프로세스가 분자 수준에서 어떻게 작동하는지 정확하게 발견하지 못했다고 말했습니다. "전기 펄싱에 대해 충분히 알려진 것이 우리가 세포막을 통해 나노 포어를 열고 있다고 자신있게 진술 할 수 있다고 생각합니다."라고 그는 말합니다.
Sollinger는 2023 년 5 월에 세상을 떠났지만 팀은이 프로젝트에 대한 진행중인 연구와 다른 그룹의 작업을 통해 그의 유산이 살 것이라고 말했다. 전기 공학 연구원들은 외부 자금으로 다음 단계를 추구하고 있으며 궁극적 으로이 기술이 임상 시험으로 해석 될 것이라는 낙관적입니다.
2024 년에 졸업 할 Yao는이 연구가 학제 행위가 될 것이라는 것을 알았지 만 그것이 얼마나 멀리 갈지 몰랐다고 말했다. “저는 훈련을 통해 전기 엔지니어이며 생물학적 배경이 없습니다.”라고 그녀는 말합니다.
Susan Hagness는 Philip Dunham Reed 교수이자 위스콘신-매디슨 대학교 전기 및 컴퓨터 공학과 의장입니다.
John Booske는 전기 및 컴퓨터 공학의 Keith와 Jane Morgan Nosbusch 교수 명예입니다.
다른 저자에는 신시내티 어린이 병원 의료 센터의 Robert W. Holdcraft가 포함됩니다.
추천 이미지 캡션 : 전기 공학 박사 학위 학생 Yizhou Yao는 새로운 유형의 룰렛 요법에 대한 간 세포의 수용성에 대한 전기 펄스의 영향을 연구하기 위해 완전히 새로운 기술을 개발해야했습니다. 크레딧 : Joel Hallberg.