Ultraschall kann die abgabe von rna-molekülen zur behandlung von gi-störungen verstärken


Ultraschall kann die abgabe von rna-molekülen zur behandlung von gi-störungen verstärken

Neue Untersuchungen zeigen, dass Ultraschall die Absorption von Strängen von RNA in Dickdarmzellen im Darm verstärken könnte, um die Produktion von Proteinen zu blockieren, die eine Entzündung fördern. Die Studie, die bei Mäusen durchgeführt wurde, könnte zu verbesserten Behandlungen für gastrointestinale Störungen wie entzündliche Darmerkrankungen führen.

Forscher glauben, dass ihre Ergebnisse zu verbesserten Behandlungen für gastrointestinale Störungen wie entzündliche Darmerkrankungen führen könnte.

Die Forscher - darunter Mitglieder aus dem Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge und Brigham und Women's Hospital in Boston, MA - melden ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Gastroenterologie .

Die Fähigkeit, die Produktion von Zielproteinen in den Zellen zu blockieren oder zu verstärken, hält Versprechen als Behandlung für viele Krankheiten.

In früheren Arbeiten hatte das gleiche Team festgestellt, dass Ultraschall die Abgabe von Kleinmolekül-Medikamenten an den Magen-Darm-GI-Trakt verbessern könnte.

Der Hauptvorteil ist die Geschwindigkeit. Zum Beispiel können Menschen mit GI-Störungen wie entzündliche Darmerkrankungen (IBD) oft Behandlungen beenden, die ein Einlauf im Dickdarm für Stunden halten, während Medikamente natürlich absorbiert werden.

Jeder Weg, um den Prozess zu beschleunigen könnte erheblich reduzieren Unannehmlichkeiten für Patienten, deren Symptome können oft Diarrhöe und Inkontinenz.

Jets aus platzenden Blasen treiben RNA in Zellen

Die neue Studie konzentriert sich auf die Verwendung von Ultraschall, um Nukleinsäuren wie RNA zu liefern. Wissenschaftler sind daran interessiert, RNA zu verwenden, um Krankheiten zu behandeln, da kleine Stränge von RNA, die als kurze interferierende RNA (siRNA) bezeichnet werden, verwendet werden können, um spezifische Gene zu stillen.

  • Schätzungen zufolge beeinflusst IBD zwischen 1 Million und 1,3 Millionen Menschen in den Vereinigten Staaten
  • Mangel an Standardkriterien bedeutet, dass es manchmal falsch diagnostiziert werden kann
  • IBD ist in den entwickelten Ländern häufiger bekannt.

Erfahren Sie mehr über IBD

RNA-Stränge müssen Zellen eingeben, um ihre Arbeit zu machen. Dies stellt ein Problem dar, weil sie groß sind - viel größer als die kleinmolekularen Drogen, die das Team zuvor getestet hatte.

RNA verschlechtert sich auch schnell im GI-Trakt, der eine Fülle von Enzymen in Form von Nukleasen enthält, die schnell jede streunende RNA hacken.

Daher führt die Abgabe über den Einlauf und die Vermeidung der natürlichen Diffusion zu einer minimalen RNA, die in Zellen übergeht.

Einige Gruppen haben versucht, das Abbauproblem zu überwinden, indem sie die RNA in Partikel verpacken oder enzymresistente Formen bilden.

Die Forscher wollten sehen, ob ihre Ultraschallmethode für RNA arbeiten könnte, und damit die Notwendigkeit, sie zu modifizieren oder zu kapseln, zu überwinden.

Wie in ihrer früheren Arbeit festgestellt, zeigte das Team, dass bei tiefen Frequenzen Ultraschall eine Wirkung erzeugt, die als "transiente Kavitation" bezeichnet wird, in der sich kleine Blasen in der Flüssigkeit im GI-Trakt bilden.

Wenn die Blasen das Gewebe berühren, platzen sie und strahlen kleine Jets aus, die den Agenten in die Zellen treiben.

Ultraschall reduziert TNF alpha um bis zu 10 mal

Die Forscher testeten die Methode bei Mäusen mit Colitis, eine Form von IBD, in der der Dickdarm entzündet ist. Sie verwendeten siRNA, die die Produktion von Tumor-Nekrose-Faktor alpha (TNF alpha), ein Zell-Signal-Protein, das Entzündungen fördert blockiert.

Die Forscher lieferten die unmodifizierte RNA zum Dickdarm in einer Lösung von Wasser über Einlauf. Gleichzeitig lieferten sie eine halbe Sekunde Ultraschallstoß. Die Mäuse wurden auf diese Weise für 6 Tage mit einer Reihe von Ultraschallfrequenzen behandelt.

Im Vergleich zu Mäusen, die nur RNA erhielten, zeigten die Mäuse, die auch Ultraschall erhielten, eine sieben- bis 10-fache Reduktion von TNF alpha, und ihre Entzündung wurde fast eliminiert.

Wie erwartet, zeigte unmodifizierte RNA keine Nebenwirkungen, und es gab keine nachteiligen Wirkungen vom Ultraschall.

In einer weiteren Reihe von Experimenten zeigte das Team die Methode auch für Messenger-RNA (mRNA). Diese Moleküle sind sogar größer als siRNA und helfen, den genetischen Code von der DNA zu übertragen, um Proteine ​​herzustellen.

In diesen Tests lieferten die Forscher ein Glühwürmchen-Gen für die Biolumineszenz mit der assoziierten mRNA, und sie fanden, dass Kolonien von Mäusen, die auch Ultraschall erhielten, "Biolumineszenz-Konzentrationen, die 11-fach größer waren als Kolon von Mäusen, die mit der mRNA allein gegeben wurden."

Das Team schlägt vor, dass die Methode weiter entwickelt werden könnte, um Zellen zu stimulieren, um Enzyme oder andere Proteine ​​zu produzieren, die bei Erkrankungen fehlen, die durch Enzymmangel verursacht werden.

Die Fähigkeit, große Mengen dieses Materials zu liefern, das in keiner Weise modifiziert wird, eröffnet wirklich die Möglichkeit, einen positiven Einfluss auf die Patienten auf der Linie zu haben."

Mitautor Dr. Giovanni Traverso, Brigham und Frauenkrankenhaus

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