Υπερβραχέοι παλμοί βοηθούν τη θεραπεία μέσω γονιδίων

Από τη σελίδα του PhysicsWeb, 19 Ιουλίου 2002

Επιστήμονες στη Γερμανία έχουν χρησιμοποιήσει ένα λέιζερ Τιτανίου:Σάπφειρου για να μεταφέρουν DNA σε ένα κύτταρο. Τα λέιζερ Femtoδευτερολέπτων, δηλαδή 10^-15 sec, βελτιώνουν τη μεταφορά του DNA στα κύτταρα και θα μπορούσαν να προωθήσουν τα πεδία της θεραπείας μέσω γονιδίων και του εμβολιασμού DNA, σύμφωνα με τους Uday Tirlapur και Karsten König του Friedrich Schiller University στην Ιένα.

Οι Tirlapur και König διαπέρασαν μια μεμβράνη κυττάρου με ένα λέιζερ Τιτανίου:Σάπφειρου, που επιτρέπει την μεταφορά DNA μέσω της προκύπτουσας οπής - μια διαδικασία γνωστή ως μεταφοράς (transfection). Αυτή η οπή έκλεισε γρήγορα, και το κύτταρο στο οποίο εμφυτεύτηκε το νέο DNA καθώς και το νέο DNA εμφανίστηκαν να παραμένουν άθικτα με αυτή τη διαδικασία.

Οι ερευνητές λένε ότι αυτή είναι μια καλύτερη μέθοδος από τις συμβατικές τεχνικές διάτρησης του κυττάρου. Παραδείγματος χάριν, η ηλεκτροδιάτρηση δεν μπορεί να στοχεύσει σε μεμονωμένα κύτταρα, ενώ οι μηχανικές ή χημικές τεχνικές μπορούν να βλάψουν είτε το κύτταρο είτε το ξένο DNA.

Έχουν δοκιμαστεί επίσης παλμοί λέιζερ διάρκειας 10^-9 sec από μια πηγή Nd:YAG , αλλά σύμφωνα με τους ερευνητές, αυτή η τεχνική βλάπτει τα κύτταρα.

Οι παλμοί λέιζερ femtoδευτερολέπτων στράφηκαν στη μεμβράνη κυττάρων χρησιμοποιώντας έναν αντικειμενικό φακό υψηλού ανοίγματος. Τα κύτταρα στόχοι εκτέθηκαν σε μια δέσμη μέσης ισχύος 50-100 mW για 16 msec κατά τη διάρκεια της  μεταφοράς.

Για την εμφύτευση του ξένου DNA στα κύτταρα στόχους, οι Tirlapur και König χρησιμοποίησαν την ίδια οργάνωση για να μελετήσουν την επιτυχία της μεταφοράς. Για να το κάνουν αυτό, κόλλησαν τα ξένα γονίδια με πράσινη φθορίζουσα πρωτεΐνη. Η πηγή Τιτανίου:Σάπφειρου παρήγαγε έπειτα δύο-φωτονίων φθορίζουσες εικόνες του κυττάρου  εκφράζοντας αυτήν την πρωτεΐνη.

Οι ερευνητές λένε ότι ανεξάρτητα από τον τύπο του κυττάρου, που εμφυτεύτηκε με το ξένο DNA, η μέθοδος με λέιζερ 10^-15 sec λειτούργησε σε κάθε περίπτωση. Προσθέτουν ότι το υψηλό επίπεδο επιλεκτικότητας απέτρεψε τη μεταφορά (transfection) σε οποιαδήποτε γειτονικά κύτταρα, και υποστηρίζουν ότι δεν υπάρχει "κανένα καταστρεπτικό αποτέλεσμα στην αύξηση και τη διαίρεση, και ουσιαστικά κανένας θάνατος κυττάρων".

Στη γονιδιακή θεραπεία, ένα κύτταρο που στερείται ένα ορισμένο γονίδιο σταθεροποιείται με εμφύτευση ξένου DNA που μπορεί να εκφράσει το ελλείπον γονίδιο. Αν και η τεχνική είναι ενδεχομένως επαναστατική, η τεχνική είναι επίσης ιδιαίτερα αμφισβητούμενη.