Peneliti membangun kompartemen seluler buatan sebagai bengkel molekuler

Mobil yang dapat mengemudi sendiri ini mengantarkan pizza ke rumah anda - TomoNews (Juli 2019).

Anonim

Bagaimana cara memasang kemampuan baru di sel tanpa mengganggu proses metabolisme mereka? Sebuah tim dari Technical University of Munich (TUM) dan Helmholtz Zentrum München telah mengubah sel-sel mamalia sedemikian rupa sehingga mereka membentuk kompartemen buatan di mana reaksi sekuestri dapat terjadi, memungkinkan deteksi sel-sel jauh di dalam jaringan dan juga manipulasi mereka. dengan medan magnet.

Prof Gil Westmeyer, Profesor Pencitraan Molekuler di TUM dan kepala tim peneliti di Helmholtz Zentrum München, dan timnya menyelesaikan ini dengan memperkenalkan ke sel manusia informasi genetik untuk memproduksi protein bakteri, yang disebut enkapsulin, yang merakit sendiri. ke dalam nanospheres. Metode ini memungkinkan para peneliti untuk membuat ruang kecil yang dapat berdiri sendiri — kompartemen seluler buatan — di dalam sel mamalia.

Area terlindungi dengan properti baru

Kekuatan besar dari bola kecil adalah bahwa mereka tidak beracun terhadap sel dan reaksi enzimatik dapat terjadi di dalamnya tanpa mengganggu proses metabolisme sel. "Salah satu keuntungan penting sistem adalah bahwa kita dapat mengendalikan secara genetik protein mana, misalnya, protein fluorescent atau enzim, yang dikemas di bagian dalam nanospheres, " jelas Felix Sigmund, penulis pertama studi tersebut. "Kita dapat membagi proses secara spasial dan memberikan sel-sel properti baru."

Tapi nanospheres juga memiliki sifat alami yang sangat penting bagi tim Westmeyer: Mereka dapat mengambil atom besi dan mengolahnya sedemikian rupa sehingga mereka tetap berada di dalam nanospheres tanpa mengganggu proses sel. Biineralisasi besi yang diserap ini membuat partikel dan juga sel-sel magnetik. "Untuk membuat sel-sel terlihat dan dapat dikontrol secara jarak jauh dengan membuat sel-sel magnetik adalah salah satu tujuan penelitian jangka panjang kami. Iron-menggabungkan nanocompartments membantu kita untuk mengambil langkah besar menuju tujuan ini, " jelas Westmeyer.

Magnetik dan praktis

Secara khusus, ini akan membuatnya lebih mudah untuk mengamati sel menggunakan metode pencitraan yang berbeda: Sel-sel magnetik juga dapat diamati pada lapisan dalam dengan metode yang tidak merusak jaringan, seperti Magnetic Resonance Imaging (MRI). Bekerja sama dengan Dr. Philipp Erdmann dan Prof. Jürgen Plitzko dari Max Planck Institute of Biochemistry, tim juga dapat menunjukkan bahwa nanospheres juga terlihat dalam mikroskop cryo-elektron resolusi tinggi. Fitur ini membuat mereka berguna sebagai reporter gen yang dapat secara langsung menandai identitas sel atau status sel dalam mikroskop elektron, mirip dengan protein fluorescent yang umum digunakan dalam mikroskop cahaya. Selain itu, bahkan ada keuntungan tambahan: Sel yang bersifat magnetis dapat dipandu secara sistematis dengan bantuan medan magnet, memungkinkannya untuk dipilah dan dipisahkan dari sel lain.

Penggunaan dalam terapi sel dapat dibayangkan

Satu kemungkinan penggunaan masa depan dari kompartemen seluler buatan adalah, misalnya, imunoterapi sel, di mana sel-sel kekebalan secara genetik dimodifikasi sedemikian rupa sehingga sel-sel kanker pasien dapat selektif menghancurkan sel kanker. Dengan nanocompartments baru di dalam sel yang dimanipulasi, sel-sel di masa depan mungkin akan lebih mudah ditemukan melalui metode pencitraan non-invasif. "Dengan menggunakan nanocompartments yang dilengkapi secara modular, kami mungkin juga dapat memberikan sel-sel baru yang dimodifikasi secara genetik untuk membuatnya lebih efisien dan kuat, " jelas Westmeyer. "Tentu saja ada banyak hambatan yang harus diatasi dalam model praklinis terlebih dahulu, tetapi kemampuan untuk mengendalikan secara genetika kapal reaksi modular dalam sel mamalia bisa sangat membantu untuk pendekatan ini."

menu
menu