Учёные из Национального института материаловедения (Япония) получили наноплёнки, способные вводить в клетки желаемые гены. Кроме того, показана безопасность и эффективность нового наноматериала в качестве субстрата для осуществления обратимой трансфекции генов.

Введение в клетку посторонних генов можно проводить в жидкой среде (растворный метод) или на поверхности твёрдого субстрата (метод твердофазной трансфекции генов). В последнем случае молекулы ДНК закрепляются на твёрдой поверхности, а затем сверху наносятся клетки. Темой же нынешнего исследования было обнаружение новых твёрдых субстратов, подходящих для проведения обратимой трансфекции.

Метод твердофазной трансфекции генов притягивает к себе особое внимание благодаря куда более высокой эффективности переноса ДНК по сравнению с растворным способом. Кроме того, он лучше всего подходит для систематического анализа влияния, оказываемого различными генами.

Рис. 1. Слева направо: на кремниевой подложке методом травления формируются вертикальные наноплёнки, после аминной модификации поверхности способные с высочайшей эффективностью проводить трансфекцию генов. (Илл. RSC).

Но не всё так радужно, как может показаться. До сего дня в качестве ускорителя твердофазной трансфекции генов использовался фибронектин — внеклеточная матрица, являющаяся белковым продуктом животного происхождения (необходима для предварительного закрепления передаваемых в клетки молекул ДНК на поверхности твёрдого субстрата). Однако применение животных белков в ситуации, когда переносящие ген клетки возвращаются в организм человека, считается потенциально опасным. Поэтому есть насущная необходимость в поиске таких субстратов, которые не ассоциировались бы с возможными биомедицинскими рисками.

С помощью травления кремниевой подложки натрийборгидридом японские учёные получили наноразмерные плёнки, представляющие собой огромное количество торчащих вертикально вверх стеночек на кремниевой основе. После окончания травления наноплёнки обрабатывались аминопропилтриэтоксисиланом для закрепления на поверхности кремниевых наностенок аминных функциональных групп, необходимых для взаимодействия с наносимыми на них молекулами ДНК. Как оказалось, подобное «закрепление» молекул на поверхности наноструктурированного кремния позволяет проводить трансфекцию генов с невиданной эффективностью. А поскольку метод никоим образом не использует животные жиры, скорее всего, он станет очень простым решением для трансфекции генов в клинических условиях.

Что ж, по-видимому, японцы совершили очередную тихую революцию в области генной терапии. Подробнее об исследовании и достигнутых результатах можно узнать из статьи, опубликованной в журнале Chemical Communications.