Les ingénieurs ont montré que la lumière proche infrarouge pouvait déclencher la libération de CRISPR-Cas9 afin de ralentir la croissance tumorale.
#biomédecine, #biochimie, #nanomédecine
Les ingénieurs améliorent le produit de biotechnologie le plus populaire du moment. Les scientifiques chinois ont indiqué qu'ils pouvaient contrôler à la lumière la méthode d'édition génétique CRISPR-Cas9.
Les chercheurs ont déclaré que cette méthode remplace l'utilisation des virus CRISPR utilisés traditionnellement, donnant ainsi aux scientifiques un contrôle temporaire sur l'outil. Ils ont publié leurs conclusions dans la revue Science Advances.
Selon Yujun Song, auteur de l'article et professeur à la Faculté d'ingénierie et de sciences appliquées de l'Université de Nanjing, en Chine, cette technique a le potentiel de cibler et de tuer les cellules cancéreuses.
CRISPR est l'abréviation de: Short Palindric Repeats, A et Spaced Eegularly. C'est un phénomène génétique qui se produit chez les microbes et qui a permis aux scientifiques d'obtenir une machine de découpe d'ADN. En combinaison avec certaines protéines, généralement appelées Cas9, le complexe biologique peut couper et insérer de l'ADN, modifiant le code génétique de la vie.
L'administration physique de CRISPR-Cas9 dans une cellule nécessite généralement que le complexe adhère à un virus. Le virus pénètre dans le noyau de la cellule cible et alimente la machine de découpage et de collage CRISPR. La stratégie fonctionne, mais l'utilisation de virus en tant que méthode d'administration peut entraîner des problèmes tels que le cancer ou une réponse immunitaire.
Les chercheurs ont proposé plusieurs matériaux de livraison alternatifs, notamment des nanoparticules d'or, du phosphore noir, des structures métalliques et organiques, de l'oxyde de graphite et divers nanomatériaux. Ces méthodes évitent certains des pièges des virus mais ne permettent pas aux scientifiques de contrôler le moment de la manipulation génétique.
C'est là que la lumière entre en jeu. Les auteurs du nouveau rapport ont ancré CRISPR-Cas9 avec un composé chimique photosensible dans des nanoparticules convertissant la lumière. En exposant les particules à la lumière, les scientifiques ont déclenché la libération des nanoparticules par CRISPR-Cas9 et les ont livrées aux cellules quand elles en avaient besoin.
Le système est non seulement intelligent car il peut contrôler le temps de démarrage du CRISPR-Cas9, mais également parce qu'il peut être livré au plus profond du corps et contrôlé à distance.
La clé du contrôle à distance du système réside dans l’utilisation de nanoparticules de conversion de la lumière en tant que matériau de distribution. Ces nanoparticules absorbent et convertissent le rayonnement proche infrarouge (NIR) de faible énergie en lumière visible, ultraviolette (UV), et ont récemment été utilisées dans d'autres applications biomédicales.
Les deux types de lumière sont nécessaires pour effectuer le travail. La lumière NIR pénètre dans les tissus humains pour atteindre les nanoparticules profondément dans le corps (ce que les rayons ultraviolets ne peuvent pas). Et la lumière UV a la capacité de séparer les molécules photosensibles et de libérer CRISPR-Cas9.
Les auteurs ont testé leur système chez des souris atteintes de tumeurs. Ils ont chargé le complexe CRISPR-Cas9 d’un code génétique qui a arrêté la production d’une protéine associée aux cellules cancéreuses. Ensuite, ils ont ancré le complexe CRISPR-Cas9 aux nanoparticules de conversion ascendante et les ont injectés dans les sites tumoraux des souris.
Ils ont ensuite irradié la lumière NIR de l'extérieur du corps de la souris vers la cible et activé les nanoparticules pour la convertir et émettre de la lumière UV. La lumière UV casse le composé photosensible et libère le complexe CRISPR-Cas9 pour accomplir sa tâche. Les auteurs ont rapporté que la croissance tumorale chez les souris était réduite.
Les chercheurs espèrent appliquer cet outil non seulement au cancer, mais également à la maladie de Parkinson et au diabète, a déclaré Song. "Notre groupe se concentrera sur la nanomédecine et nous développerons l'outil pour traiter les maladies du corps humain", a-t-il déclaré. Les autres collaborateurs clés du document sont Youhui Lin, de l’Institut de recherche en biomimétrie et matériaux mous de l’Université de Xiamen, et Yuzhen Wang, du Laboratoire d’électronique flexible et de l’Institut des matériaux avancés de l’Université de Nanjing.
Références:
https://advances.sciencemag.org/content/5/4/eaav7199
http://stuex.nju.edu.cn/en/a/Scientific_Research/chief_professors/School_of_Engineering___Applied_Sciences/
https://advances.sciencemag.org/content/5/4/eaav7199
https://spectrum.ieee.org/biomedical/diagnostics/software-helps-gene-editing-tool-crispr-live-up-to-its-hype
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.7b07874
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29266160
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29272114
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201806941
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201708689
http://iam.njtech.edu.cn/en/view.asp?id=296&class=44
https://cpst.xmu.edu.cn/en/info/1088/1066.htm
#biomédecine, #biochimie, #nanomédecine
Les chercheurs ont déclaré que cette méthode remplace l'utilisation des virus CRISPR utilisés traditionnellement, donnant ainsi aux scientifiques un contrôle temporaire sur l'outil. Ils ont publié leurs conclusions dans la revue Science Advances.
Selon Yujun Song, auteur de l'article et professeur à la Faculté d'ingénierie et de sciences appliquées de l'Université de Nanjing, en Chine, cette technique a le potentiel de cibler et de tuer les cellules cancéreuses.
CRISPR est l'abréviation de: Short Palindric Repeats, A et Spaced Eegularly. C'est un phénomène génétique qui se produit chez les microbes et qui a permis aux scientifiques d'obtenir une machine de découpe d'ADN. En combinaison avec certaines protéines, généralement appelées Cas9, le complexe biologique peut couper et insérer de l'ADN, modifiant le code génétique de la vie.
L'administration physique de CRISPR-Cas9 dans une cellule nécessite généralement que le complexe adhère à un virus. Le virus pénètre dans le noyau de la cellule cible et alimente la machine de découpage et de collage CRISPR. La stratégie fonctionne, mais l'utilisation de virus en tant que méthode d'administration peut entraîner des problèmes tels que le cancer ou une réponse immunitaire.
Les chercheurs ont proposé plusieurs matériaux de livraison alternatifs, notamment des nanoparticules d'or, du phosphore noir, des structures métalliques et organiques, de l'oxyde de graphite et divers nanomatériaux. Ces méthodes évitent certains des pièges des virus mais ne permettent pas aux scientifiques de contrôler le moment de la manipulation génétique.
C'est là que la lumière entre en jeu. Les auteurs du nouveau rapport ont ancré CRISPR-Cas9 avec un composé chimique photosensible dans des nanoparticules convertissant la lumière. En exposant les particules à la lumière, les scientifiques ont déclenché la libération des nanoparticules par CRISPR-Cas9 et les ont livrées aux cellules quand elles en avaient besoin.
Le système est non seulement intelligent car il peut contrôler le temps de démarrage du CRISPR-Cas9, mais également parce qu'il peut être livré au plus profond du corps et contrôlé à distance.
La clé du contrôle à distance du système réside dans l’utilisation de nanoparticules de conversion de la lumière en tant que matériau de distribution. Ces nanoparticules absorbent et convertissent le rayonnement proche infrarouge (NIR) de faible énergie en lumière visible, ultraviolette (UV), et ont récemment été utilisées dans d'autres applications biomédicales.
Les deux types de lumière sont nécessaires pour effectuer le travail. La lumière NIR pénètre dans les tissus humains pour atteindre les nanoparticules profondément dans le corps (ce que les rayons ultraviolets ne peuvent pas). Et la lumière UV a la capacité de séparer les molécules photosensibles et de libérer CRISPR-Cas9.
Les auteurs ont testé leur système chez des souris atteintes de tumeurs. Ils ont chargé le complexe CRISPR-Cas9 d’un code génétique qui a arrêté la production d’une protéine associée aux cellules cancéreuses. Ensuite, ils ont ancré le complexe CRISPR-Cas9 aux nanoparticules de conversion ascendante et les ont injectés dans les sites tumoraux des souris.
Ils ont ensuite irradié la lumière NIR de l'extérieur du corps de la souris vers la cible et activé les nanoparticules pour la convertir et émettre de la lumière UV. La lumière UV casse le composé photosensible et libère le complexe CRISPR-Cas9 pour accomplir sa tâche. Les auteurs ont rapporté que la croissance tumorale chez les souris était réduite.
Les chercheurs espèrent appliquer cet outil non seulement au cancer, mais également à la maladie de Parkinson et au diabète, a déclaré Song. "Notre groupe se concentrera sur la nanomédecine et nous développerons l'outil pour traiter les maladies du corps humain", a-t-il déclaré. Les autres collaborateurs clés du document sont Youhui Lin, de l’Institut de recherche en biomimétrie et matériaux mous de l’Université de Xiamen, et Yuzhen Wang, du Laboratoire d’électronique flexible et de l’Institut des matériaux avancés de l’Université de Nanjing.
Références:
https://advances.sciencemag.org/content/5/4/eaav7199
http://stuex.nju.edu.cn/en/a/Scientific_Research/chief_professors/School_of_Engineering___Applied_Sciences/
https://advances.sciencemag.org/content/5/4/eaav7199
https://spectrum.ieee.org/biomedical/diagnostics/software-helps-gene-editing-tool-crispr-live-up-to-its-hype
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.7b07874
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29266160
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29272114
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201806941
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201708689
http://iam.njtech.edu.cn/en/view.asp?id=296&class=44
https://cpst.xmu.edu.cn/en/info/1088/1066.htm
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