Sarja nanopilareita mahdollistaa solujen ydinmembraanin tilapäisen avaamisen. Tämä prosessi takaa, että toimenpide ei heikennä solujen ulkoista rakennetta.
SEM-kuva solusta, joka on asetettu nanopilareiden verkkoon.
Luotto: Ali Sarikhani
Luotto: Ali Sarikhani
Solun ydin, joka sisältää DNA:n, on suojattu erittäin valikoivalla kalvolla. Perinteisesti pääsy tähän alueeseen vaatii invasiivisia tekniikoita, jotka joskus johtavat solun tuhoutumiseen.
Kalifornian yliopiston San Diegossa tutkijat ovat kehittäneet innovatiivisen menetelmän, joka perustuu nanopilareiden käyttöön, pienistä sylintereistä koostuviin mikroskooppisiin rakenteisiin. Kun solu asetetaan tämän verkon päälle, ydinmembraani, joka suojaa DNA:ta, joutuu kosketuksiin näiden nanopilareiden kanssa. Niiden erityinen asettelu ja koko luovat kevyen paineen kalvolle, aiheuttaen hallittua muodonmuutosta. Tämä muodonmuutos saa aikaan pieniä aukkoja kalvossa, jotka ovat riittävän suuria mahdollistamaan materiaalin, kuten lääkkeiden tai terapeuttisten geenien, sisään pääsyn ilman solun vaurioitumista.
Mikä tekee tästä tekniikasta ainutlaatuisen, on se, että nämä aukot ovat tilapäisiä. Kun solu poistetaan nanopilareista, ydinmembraani sulkeutuu itsestään sen elastisuuden ansiosta. Tämä "itsensä parantamisen" prosessi varmistaa solun eheyden säilymisen, mikä on olennaista sen varmistamiseksi, että solu voi jatkaa normaalia toimintaa toimenpiteen jälkeen.
Tämä menetelmä avaa monia mahdollisuuksia, erityisesti geeniterapiassa. Kohdistamalla suoraan ytimeen se voisi korjata viallisia geenejä tai hoitaa perinnöllisiä sairauksia ennennäkemättömällä tarkkuudella.
Samaan aikaan lääkkeiden antaminen voisi hyötyä tästä edistysaskeleesta. Nanopilarit mahdollistavat hoitojen tuomisen suoraan sairaisiin soluihin, vähentäen siten invasiivisempien hoitojen aiheuttamia sivuvaikutuksia.
Tutkijat jatkavat tutkimuksiaan ydinmembraanin korjausmekanismien ymmärtämiseksi paremmin. Tämän prosessin optimointi on olennaista sen kliinisen käytön turvallisuuden varmistamiseksi.
Tämän tutkimuksen tulokset on julkaistu Advanced Functional Materials -lehdessä.