09:08 2023-03-27
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ O pufă de aer ar putea oferi următorul tău vaccin
_ O pufă de aer ar putea oferi următorul tău vaccin
Nimănui nu-i plac acele, dar sunt necesare pentru administrarea multor vaccinuri și substanțe biologice în organism. Dar dacă acestea ar putea fi umflate prin piele în schimb, doar cu puțină presiune, ca și cum ar fi fost lovite în braț cu o jucărie de spumă? Astăzi, oamenii de știință raportează pași pentru a face asta o realitate. Folosind vaccinuri sub formă de pulbere care nu necesită refrigerare și un sistem condus de gaz comprimat, „MOF-Jet” lor ar putea oferi cu ușurință terapii împotriva cancerului și a altor boli într-un mod relativ nedureros.
Cercetătorii își vor prezenta rezultatele la reuniunea de primăvară a Societății Americane de Chimie (ACS). ACS Spring 2023 este o întâlnire hibridă care se desfășoară virtual și în persoană între 26 și 30 martie.
Ideea proiectului a fost creată din plictiseala indusă de pandemie. Investigatorul principal al proiectului, Jeremiah Gassensmith, Ph.D., a comandat bucăți ieftine dintr-un sistem de injecție cu jet alimentat cu gaz comprimat, cu care să se încurce în timp ce era blocat acasă. Mai târziu, după ce toată lumea s-a întors în campus, i-a predat piesele lui Yalini Wijesundara, un student absolvent în laborator, cu instrucțiunile: „Vedeți ce puteți face cu asta.”
Wijesundara, care este prezentând lucrarea la întâlnire, a luat aceste instrucțiuni cu pasiune. Ea a cercetat anterior alte injectoare cu jet care datează din anii 1960 care folosesc gaz comprimat pentru a injecta un curent îngust de fluid. Dacă injectoarele ar putea fi modificate pentru a arde solide, a crezut ea, ar putea livra încărcătură închisă în cadre metal-organice, sau MOF-uri, de asemenea. Aceste cadre sunt structuri poroase, cristaline, care acționează ca „cuști” moleculare pentru a încapsula o mare varietate de materiale, inclusiv acizi nucleici și proteine. Combinând injectorul cu jet cu lucrările existente ale laboratorului asupra MOF-urilor, Wijesundara a creat un „MOF-Jet”. Jetul poate livra pulberi celulelor, literalmente, împușcându-le cu aer. Atât Gassensmith, cât și Wijesundara sunt la Universitatea din Texas din Dallas.
Injectoarele cu reacție au fost utilizate anterior pe scară largă în armată, dar erau dureroase și lichidul stropește adesea înapoi, răspândind potențial alte boli, cum ar fi hepatita B. Un descendent din zilele noastre este „pistolul genetic”, care este folosit de obicei în medicina veterinară și poate costa zeci de mii de dolari. Aceste dispozitive împușcă, de asemenea, încărcătură biologică în celule. În acest caz, încărcătura este atașată la suprafața unei microparticule de metal, de obicei realizată din aur sau tungsten. Dar odată ce pătrunde în piele, particulele de metal rămân acolo și pot grăbi degradarea materialului biologic.
O altă strategie ar fi introducerea încărcăturii într-un MOF. Grupul lui Gassensmith a lucrat anterior cu MOF numit cadru zeolitic-imidazolat opt, sau ZIF-8. „În comparație cu aurul, este ieftin și protejează materialele biologice, precum acizii nucleici”, explică Wijesundara. „Putem stoca, de asemenea, formulările de vaccin în el sub formă de pulberi la temperatura camerei, ceea ce elimină necesitatea temperaturilor extrem de reci pe care multe vaccinuri lichide necesită.”
Echipa a inclus o varietate de materiale biologice în ZIF-8, ceea ce i-a protejat să nu fie stricat prea repede. Pentru a livra materialele în celule, echipa a folosit propriul „MOF-Jet” modificat, inspirat de pistolul genetic. Wijesundara a creat „gloanțe” pentru dispozitiv, fiecare încărcat cu o doză de ZIF-8 funcțional, iar o pufă de gaz a aruncat formula sub formă de pulbere în celule, ceea ce a fost la fel de ușor ca doar „îndreptarea și tragerea”. Ei și-au testat sistemul și au arătat că MOF-Jet a livrat o genă încapsulată în ZIF-8 celulelor de ceapă și o proteină încapsulată în ZIF-8 la șoareci. Potrivit lui Gassensmith, explozia de la injector se simte „ca și cum ai fi lovit cu un glonț Nerf” – mult mai puțin dureroasă decât a fi blocat cu un ac.
În schimbul cu MOF-Jet, Wijesundara și-a dat seama curând că eliberarea încărcăturii poate fi reglată prin simpla schimbare a gazului purtător al injectorului. ZIF-8 este sensibil la mediile acide, iar atunci când dioxidul de carbon reacționează cu apa din celule, produce acid carbonic care, la rândul său, ajută la descompunerea MOF. „Dacă îl împușci cu dioxid de carbon, își va elibera încărcătura mai repede în celule; dacă folosești aer obișnuit, va dura patru sau cinci zile”, explică ea. Aceasta înseamnă că același medicament ar putea fi eliberat pe perioade de timp diferite fără a-și schimba formula. „Odată ce ne-am dat seama de asta, a deschis o mulțime de posibilități”, spune Gassensmith.
Echipa utilizează acum această metodă pentru a oferi chimioterapice și adjuvanți ca potențial tratament pentru melanom, cea mai gravă formă de piele. cancer. Ei spun că, deoarece MOF-Jet poate dispersa materialul pe o zonă largă, ar putea distribui un medicament terapeutic pentru cancer într-un melanom mai uniform decât cu un ac, care este metoda actuală de livrare. Și pur și simplu controlând gazul purtător, ei ar putea furniza chimioterapice cu un interval de timp cu eliberare rapidă sau lentă, în funcție de nevoile pacientului. Deși cercetările sunt încă în desfășurare, experimentele preliminare dau rezultate promițătoare. Wijesundara și Gassensmith spun că adaptabilitatea MOF-Jet-ului lor ar putea permite un număr mare de aplicații, de la medicină veterinară la agricultură, sau într-o zi chiar vaccinări sau tratamente umane.
Comentarii:
Adauga Comentariu