وتعتبر كل جانب، في جميع أنواع الخلايا في الجسم البشري كأساس للحياة، ولكن أيضا تنوع الخلايا يعني أنه بمجرد حدوث جزء معين من تلف الأنسجة أو الأعضاء، فإنه من الصعب على خلاف ذلك خلايا سليمة بأنه "رجل الإطفاء" في صحة جيدة، وعلى الفور إصلاح.

الدكتور تشاندان سين والدكتور L. جيمس لي لحل هذه المشكلة، التجدد مراكز الطب والعلاج بالخلايا جامعة ولاية أوهايو قاد فريق البحث وضعت فقط حجم رقاقة المحمولة من ظفر، يمكن أن خلايا الجلد transfected أنجزت في أقل من ثانية واحدة من الوقت، وتحويلها إلى أي نوع آخر من خلايا الجسم الكبار. ويتم نشر هذه التكنولوجيا أيضا في "نيتشر نانوتكنولوجي" من 7 أغسطس.

الشكل شو رقاقة ترنسفكأيشن الجلد

ويعرف هذا الأسلوب كما حدث-transfected نانو (وnanotransfection الأنسجة موسع، TNT) الأنسجة موسع في تجارب الفئران والخنازير ذات الصلة. وTNT بعد الاستعمال، وخلايا الجلد من هذه الحيوانات يمكن أن يتسبب في تشكيل الأوعية الدموية كاملة، والأوعية الدموية الموجودة ومتصلة، وبالتالي علاج نخر رفرف الجلد، وحفظ تروية الساق وما شابه ذلك.

في تجارب لاحقة، والباحثين حتى تتحول خلايا البشرة الماوس تصبح تعمل الخلايا العصبية. في غضون أسابيع قليلة، وهذه الخلايا العصبية يمكن زرعها في دماغ الحيوان من سطح الجلد من حيوان، وبالتالي عكس عقابيل السكتة الدماغية.

الخلايا العصبية الشكل شو

وعموما، TNT يمكن أن تصنف على أنها تكنولوجيا Electroporation للالصغرى، استخدم لأول مرة من قبل فريق لي وضعت قبل ست سنوات. وهو يتألف من جزأين رئيسيين، تحميل اللدونة إغراء واحد التي قد تكون البلازميدات، DNA أو RNA. استخدام الحمض النووي الريبي، يمكن أن تقلل من خطر التكامل الجيني. الثاني رقاقة نانو Electroporation لل، الذي تم إعداده باستخدام نانو الصغيرة الحصول على تقنيات الاصطناعية.

Electroporation للوالميزات الصغيرة غير قادرة على إعادة برمجة الجينات فتح خلايا جديدة من مرور حقن مباشر على غشاء الخلية الخارجي خلايا البشرة مؤقتة. في هذه العملية، أولا، العوامل الهامة برمجة شنت رقائق وضعها على سطح الجلد، ثم تيار متقطع من خلال رقاقة، وبالتالي فتح متناهية في غشاء الخلية الخارجي، كما يجري حقن الجين من القنوات خلايا البشرة.

قال لي أستاذ المهنية الكيميائية والبيولوجية جامعة ولاية أوهايو،، "منذ مقاومة ثقب النانو كبيرة جدا، في الواقع، فإن الحالي صغير جدا. لذلك، هذه الأداة هي آمنة، والخلايا أو الأنسجة transfected الأضرار التي سببتها تكاد لا تذكر."

الشكل شو الدكتور تشاندان سين رقاقة المحمولة

ليس ذلك فحسب، الدكتور تشاندان سين شدد أيضا، والتكنولوجيا TNT لا يتطلب معدات المختبرات واسعة النطاق أو مهارات التشغيل تطورا في الممارسة العملية، حتى في مشاهد من الحياة تنفيذها مباشرة في بيئات الرعاية الصحية. وتستغرق العملية برمتها سوى جزء من الثانية، تحتاج فقط إلى رقاقة تعلق على سطح الجلد على ذلك.

"أنت بحاجة فقط رقاقة واحدة، والخلايا إلى عوامل إعادة برمجة وإمدادات الطاقة المطلوبة." قال. إذا الأنسجة والأعضاء في أضرار أو إصابات، ونحن قد تكون خلايا الجلد إلى أي نوع من الخلايا التي يحتاجها التكنولوجيا TNT. في هذه اللحظة، جلد المريض هو مثل التربة الخصبة "مزرعة"، طالما أن زرعت تحت خلايا الجلد، يمكن أن "الحصاد" من أنواع مختلفة من خلايا الأنسجة البشرية. وسيتم تحويل مثال على استخدام تقنية TNT في خلايا الجلد في 3-4 أسابيع يمكن أن تكون الخلايا العصبية المزروعة في الدماغ، ولكن الباحثين تنتج الآن بنجاح الآلاف من الأعصاب في الفئران سطح الجلد يوان.

وأضاف الدكتور سين، عن طريق توصيل الجينات Electroporation للغير الفيروسية ليس شيئا جديدا، ولكن العملية معقدة لتكنولوجيا Electroporation للالتقليدية المطلوبة يقتصر إلى حد كبير نسبة نجاحها "Electroporation للمجمع يجعل الغشاء كله يمكن أن يكون نفاذة، وسوف يؤثر على الهيكل الخلوي، وبالتالي تقليل اللدونة الخلوية.

FIG شو عملية Electroporation للالتخطيطي

على العكس من ذلك، TNT إنتاج سلسلة من التكنولوجيا متناهية في غشاء الخلية، سطح الخلية وتؤثر فقط  2  المنطقة، لن تمنع اللدونة الخلوية. في سياق تكنولوجيا TNT، حققنا أكثر من 98  كفاءة ترنسفكأيشن ونقل تحول الخلية معدل النجاح. "

الباحثين التي نشرت في "نيتشر نانوتكنولوجي" في ورقة، ووصف اثنين من التجارب التي أجريت في التفاصيل الفئران. في التجربة، وإعادة برمجة خلايا الجلد، وترجمتها إلى خلايا الأوعية الدموية. خلية الأوعية الدموية في المجموعة الأولى من الفئران لمنع الماوس كامل سمك نخر رفرف الجلد، الأوعية الدموية خلية تستخدم مجموعة ثانية من الفئران لأطرافه الإنقاذ تتم إزالة ونقص التروية الشريان الفخذي.

في المجموعة الضابطة غير المعالجة، والفئران بسبب نقص تدفق الدم إلى الساقين ونخر السريع، وذلك باستخدام العلاج TNT من الساق الخلفية من الأوعية الدموية الماوس لتنمو عادة للعمل في غضون أسابيع قليلة. بعد ثلاثة أسابيع، إلا أن الفئران لا تتلقى العلاج إضافية بالإضافة إلى TNT، لكنها نمت تعمل بشكل كامل الأوعية الدموية، وتلتئم على الطرف المصاب تقريبا.

الشكل شو تقنية إصلاح باستخدام TNT تسيطر عليها المحاكمة

وقال الدكتور سين أمروا استخدام النانو المصفوفات، وتقديم العامل الموضوعي في الجسم، لتحقيق إعادة برمجة منظمة، بدلا من الخلايا إعادة برمجة. يمكن أن تنتج السفن عن طريق إعادة برمجة خلايا الجلد، دون الحاجة إلى إضافة أي شيء آخر، يمكن إصلاح أطرافه. وقال: "نحن لا مجرد تصنيع خلايا عائية، ولكن لخلق مئات من الأوعية الدموية وظيفية، وهذا هو أكبر الأكاذيب الفرق."

وهو يعتقد أن إمكانية تطبيق هذه التكنولوجيا هائل. باستخدام خلايا الجلد والأوعية الدموية ويمكن أن تنتج بالإضافة إلى الخلايا العصبية الوظيفية والباحثين أيضا خلايا الجلد الماوس إلى خلايا منتجة للأنسولين إلى مستوى لمستويات السكر في الدم الحيوان إلى إفراز الأنسولين.

وقال الدكتور لي أيضا، وبناء على ترنسفكأيشن الجلد أو تكنولوجيا إعادة برمجة العديد من التطبيقات المحتملة، مثل لقاح الحمض النووي، وتجديد الخلايا العصبية في الأشخاص الذين يعانون من مرض السكري، وفي بعض الحالات تجديد الشعر. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضا أن تطبق التكنولوجيا TNT إلى منظمات أخرى. تظاهروا بنجاح التكنولوجيا لأنسجة TNT العضلات والأنسجة الدهنية (الدهون الخلايا إعادة برمجة بيضاء في الخلايا الدهنية البنية). بالإضافة إلى أنسجة الجلد، وينطبق التكنولوجيا TNT أيضا إلى ظهور أنسجة (مثل العينين والأذنين، الخ) وكذلك جراحة تتعرض الأنسجة (مثل إصلاح العظام والتشخيص الجهاز، وما إلى ذلك).

ومع ذلك، فإن مشكلة انتشار التكنولوجيا ترنسفكأيشن، كان قادرا على جعل التركيز بشكل خاص الدكتور سين. على الرغم من أن التكنولوجيا ترنسفكأيشن يقتصر أساسا إلى الطبقة الخارجية من خلايا البشرة من الجلد، ولكن في الواقع سوف تنتشر تأثير ترنسفكأيشن إلى خلايا الجلد الأخرى. وذكروا أيضا في ورقة "، وأظهرت النتائج أن انتقال جزئي يتم تطبيق فن TNT عامل برمجة فحسب، ولكن أيضا لإعادة برمجة انتشار تحفيز استجابة تعاونية (من البشرة إلى الأدمة) ل".

"لتقنية ترنسفكأيشن يمكن أن ينتشر إلى الطبقات العميقة من خلايا أنسجة الجلد، فوجئنا كثيرا. وفي الوقت الراهن، نتائجنا تشير إلى أن ترنسفكأيشن من خلايا البشرة لإطلاق الجزيئات الحيوية وظيفية (بما في ذلك مرنا والبروتين)، والتي تمكن تأثير ترنسفكأيشن نقل إلى خلايا أخرى في المنظمة. وقال الدكتور لي ". ومع ذلك، فإن آلية تفصيلية لهذه العملية يحدث الاحتياجات مزيد من الدراسة.

ومع ذلك، سوف تنتشر حتى تأثير ترنسفكأيشن إلى خلايا الأدمة، ليست هناك حاجة للقلق حول هذا أكثر من اللازم. بالمقارنة مع الطرق القائمة لتنفيذ المادي للترنسفكأيشن خزعة، مثل Electroporation للوبندقية الجينات والتكنولوجيا TNT هي، الحد الأدنى من تلف الأنسجة أكثر اعتدالا الذي تسببت فيه.

وبطبيعة الحال، لم يتوقفوا لاستكشاف تكنولوجيا TNT. وكان الدكتور لي دراسات سابقة أثبتت أن TNT تستخدم ممثل إمكانات النانو Electroporation للنقل البضائع الحمض النووي الآخر، وهذا هو مجال هام من مجالات البحوث الجارية. وقال: "في الدراسات في المختبر خلية ترنسفكأيشن لدينا، لقد أثبتنا أن 2D و 3D NEP بيوشيب أيضا قد يكون RNA الصغيرة (ميرنا) والصغيرة بالتدخل RNA (سيرنا) تسليم ناقلات إلى الخلايا السرطانية لقتل عن طريق التأثير المسرطنة الخلايا الميتة. وبالإضافة إلى ذلك، ونحن أيضا تطبيق TNT مرجعية فنية كريسبر / Cas9 الجينات تكنولوجيا التحرير ".

وأشار الدكتور سين بها، في حالة FDA وافقت عليها للتجارب السريرية TNT الأولية يمكن أن تبدأ في غضون عام، للتطبيقات شديدة الطرف نقص التروية. صغير المعاهد الوطنية الأميركية للصحة (NIH) بتمويل المشاريع هي الآن في دعم العمل في وقت مبكر في مجال علم الأعصاب، ويعمل الفريق أيضا مع ريد مركز والتر الطبية (والتر ريد مركز الطبي التابع للجيش)، التي أجريت TNT الانقاذ الفني والطرف المصاب إصابة الأعصاب الطرفية والتطبيقات المحتملة.

المعاهد الوطنية الشكل شو الأميركية للصحة

"نحن تحسين التطبيق السريري ل3D TNT تصميم رقاقة، فإن الخطوة المقبلة ستكون للتعاون مع الشركات المصنعة"، قال الدكتور سين. على ما يبدو أدرجت تطوير تكنولوجيا تصنيع فعالة من حيث التكلفة، وذلك باستخدام أفضل المواد حيويا في التعاون الاعتبار.

ويجري الباحثون حاليا في المراحل المبكرة مع الالكترونيات التايوانية العملاقة فوكسكون التوقيع المحتمل للاتفاق، TNT والمرخص لهم الآخرين ينتظرون أيضا لتطبيق السريرية لهذه التكنولوجيا. وقال الدكتور سين، "لقد تم حماية الملكية الفكرية، لكننا نأمل أيضا أن منظمات مختلفة يمكن استخدام هذه التكنولوجيا، وتطوير مجموعة واسعة من التطبيقات."