Вмешательства во внутриклеточные процессы. Обзор технологий.

 
Matthew Porteus
M.D., PhD,
Мэтью Портеус

Место работы: Отдел педиатрии и  биохимии (Children's - Hematology-Oncology Simmons Comprehensive Cancer Center, Dallas, TX 75390)


Научные интересы: Лаборатория доктора Портеуса занимается изучением направленной гомологической рекомбинации, репарации двуцепочечных разрывов, серповидно-клеточной анемией, а также разработкой методов генной терапии. Методы манипуляции гомологической рекомбинацией  могут  быть использованы для лечения генных заболеваний.  Лаборатория также разрабатывает и изучает  такие агенты, как нуклеазы с цинковыми пальцами, которые помогут в лечении генетических заболеваний.


Основная цель исследований:

Направленная гомологическая рекомбинация – это процесс, при котором экзогенная ДНК-последовательность заменяет эндогенную путем гомологической рекомбинации.  Абсолютную частоту данного процесса можно увеличить в тысячи раз при внесении двуцепочечных разрывов.  Такую функцию могут выполнять искусственно полученные химерные нуклеазы, состоящие из  ДНК-связывающего домена с "цинковым пальцем" и домена с эндонуклеазной активностью  рестриктазы FokI. Поэтому исследования ведутся для создания сайт-специфических нуклеаз для каждого локуса генома. Научный интерес также представляет выяснение механизмов регуляции репарации подобных разрывов. При условии установления механизмов таких процессов существует надежда, что когда-нибудь будет возможно проводить лечение  таких заболеваний, как серповидноклеточная анемия в детском возрасте.  

Результаты исследований:
Сотрудниками лаборатории Протеуса разработаны нуклеазы с цинковыми пальцами (ZFN),
способные создавать специфические двуцепочечные разрывы [1,2]. ZFN представляют
собой искусственно полученные нуклеазы, в которых ДНК-связывающий домен цинкового
пальца соединен с доменом неспецифической нуклеазы FokI, причем мишенью такого
рекомбинантного белка является специфическая последовательность ДНК. Показано, что
 ZFN способны создавать специфические двуцепочечные разрывы в ДНК клеток млекопитающих, которые в значительной степени стимулируют  процесс гомологической рекомбинации. Особенность нуклеаз ZFN заключается в возможности модификации цинко-пальчатых доменов для связывания с различными последовательностями ДНК. Теоретически возможно создание ZFN для направленной гомологической рекомбинации в любом локусе генома. В рамках разработки новой технологии были получены  ZFNs для прицельной замены последовательности в гене GFP и гене CD8a человека. При сотрудничестве с Sangamo Biosciences (Richmond, CA),  синтезирована нуклеаза, мишенью которой является экзон 5- рецептора интрелейкина общей γ-цепи. В гематопоэтических клеточных такие нуклеазы вносят двуцепочечные разравы с частотой   5-18%. Также в сотрудничесвте  с Sangamo сейчас разрабатывается нуклеаза, мишенью которой является локус β-глобина человека. Нуклеаза ZFN  отличается от нуклеазы I-SceI  своей цитотоксичностью при экспресиии в клетках млекопитающих. Она, возможно, обусловлена рестрикционной активностью вне сайта узнавания. Поэтому основные усилия направлены на преодоление цитотоксичности нуклеаз ZFN, что может быть достигнуто двумя путями – выявлением возможных сайтов - «немишеней» и их использования для вставки чужеродной ДНК, а также  повышение специфичности и уровня экспрессии этих нуклеаз в клетке. Для повышения частоты направленной гомологической рекомбинации возможно применять аденосателлиты совместно с нуклеазами, которые могут повышать частоту рекомбинации в 100 раз [3]. Таким образом, по мнению авторов,  применение аденосателлитных векторов  поможет в будущем оптимизировать технологию направленной гомологической рекомбинации. 




Публикации:

1. Направленная гомологическая рекомбинация в клетках млекопитающих с помощью химерных нуклеаз с цинковыми пальцами.
Mammalian Gene Targeting with Designed Zinc Finger Nucleases. Porteus, M.H. Molecular Therapy, in press. ( Ключевые слова: цинкопальчатые нуклеазы, направленная гомологическая рекомбинация, сайт-мишень, консенсусная последовательность)

 2. Стимуляция направленной гомологической рекомбинации химерными нуклеазами  в клетках человека.
Chimeric Nucleases Stimulate Gene Targeting in Human Cells. Porteus, M.H. and Baltimore, D.(2003). Science 300: 763. ( Ключевые слова: химерные нуклеазы, направленная гомологическая рекомбинация)

3. Эффективная направленная гомологическая рекомбинация при использовании аденосателлита и двуцепочечных разрывов в ДНК.
Efficient Gene Targeting Mediated by Adeno-Associated Virus and DNA Double-Strand Breaks. Porteus, M.H., Cathomen, T., Weitzman, M.D., and Baltimore, D. (2003).  Mol Cell Biol 23(10): 3558-3565. (Ключевые слова: двуцепочечные разрывы, вектор, аденоассоциированный вирус, направленная гомологическая рекомбинация)

 
Контакты:

5323 Harry Hines Blvd, Dallas, TX 75390-9063
Fax: (214) 648-3122
Phone: (214) 648-3896
matthew.porteus@utsouthwestern.edu

Prof. Robert Lightowlers

Роберт Лайтоулерс




Место работы: Исследовательская группа, занимающаяся изучением молекулярных процессов в митохондриях, НИИ неврологии (Mitochondrial Research Group, Institute of Neuroscience, University of Newcastle upon Tyne, UK)
 

Научные интересы:
Научные интересы профессора Лайттаулерса лежат в области изучения митохондрий в здоровых клетках и клетках во время заболевания. В настоящее время ведутся работы по проектам, целью которых являются:
-изучение причин нарушения функционирования митохондрий на молекулярном уровне,  -лечение этих нарушений, изучение генов и их экспрессия в клетках человека. 
Конечной целью является установление  ключевых механизмов экспрессии митохондриальных генов через использование трансфекции.


Результаты исследований:
Пептидо-нуклеиновые кислоты (PNAs) пдставляют собой искусственно полученные  полинуклеотиды, которые связываются с ДНК и РНК с высокой афинностью и специфичностью. Связываясь с мутантной ДНК митохондрий, PNA блокируют репликацию мутантной ДНК, не затрагивая репликацию ДНК дикого типа [1, 3]. Условием успешной генной терапии является захват и транспорт таких молекул внутрь клеток . В настоящее время эти механизмы остаются малоизученными. Так, было изучен захват пептидо-нуклеиновой кислоты, меченой биотином, культуральными клетками при использовании конфокальной микроскопии [2]. Установлено, что после проникновения в клетку PNAs локализуются в цитозоле и ядре. При конъюгации PNAs с лидерным пептидом (пресиквенсом) субъединицы VIII цитохром оксидазы С человека, кодируемая ядерным геномом, показана способность пептидо-нуклеиновой кислоты, меченой биотином, проникать в изолированные митохондрии.
По причине трудностей, связанных с трансфекцией митохондрий, в настоящее время уже разработаны альтерантивные подходы, применяемые в культуре клеток,  для экспрессии
митохондриальных генов в ядре клеток того же вида  (аллотипическая экспрессия) и в ядре клеток другого вида (ксенотипическая экспрессия) [4].


Публикации:

1. Предпочтительное связывание in vitro пептидо-нуклеиновых кислот с комплементарными последовательностями, фланкирующие  область общих делеций в ДНК митохондрий при  интактной репликации гамма полимеразы.
 Bridging PNAs can bind preferentially to a deleted mitochondrial DNA template but replication by
mitochondrial DNA polymerase gamma in vitro is not impaired. McGregor A, Smith PM, Ross
GF, Taylor RW, Turnbull DM, Lightowlers RN. Biochim Biophys Acta. 2003 Oct 1;1629(1-3):73-83. (Ключевые слова: пептидо-нуклеиновые кислоты, геном, мутация, митохондриальная ДНК).


2. Доставка пептидо-нуклеиновые кислот в митохондрии человека.
Peptide nucleic acid delivery to human mitochondria. Chinnery PF, Taylor RW, Diekert K, Lill R, Turnbull DM, Lightowlers RN. Gene Ther 2000 May;7(9):813. (Ключевые слова: пептидо-нуклеиновые кислоты, митохондриальная ДНК, биотин).

3. Генетические модификации генома митохондрий in vitro
 In-vitro genetic modification of mitochondrial function. Taylor RW, Chinnery PF, Turnbull DM, Lightowlers RN. Hum Reprod. 2000 Jul;15 Suppl 2:79-85. Review. (Ключевые слова: пептидо-нуклеиновые кислоты, гетероплазмия,  делеция,  митохондриальная ДНК).

4. Успехи и перспективы: генная терапия  повреждений ДНК митохондрий.
Progress and prospects: Gene therapy for mitochondrial DNA disease. Kyriakouli D; Boesch P; Taylor R; Lightowlers R. Gene Therapy 2008, 15(14), 1017-1023. (Ключевые слова: гетероплазмия, мутация, митохондриальная ДНК, трансфекция).


        
Контакты:
Email: R.N.Lightowlers@ncl.ac.uk
Telephone: +44 (0)191 222 8028
Fax: +44 (0)191 222 8553
Website: http://www.ncl.ac.uk/neuroscience/home.php

The Medical School
Framlington Place
Newcastle upon Tyne
NE2 4HH
England

 

Takao Yagi
Такао Яги

Место работы: Отдел молекулярной и экспериментальной медицины, НИИ Scripps, Калифорния.

Цель исследований: Работы, посвященные  исследованию комплекса I, в последнее время приобретают всё большую значимость, поскольку установлено, что многие заболевания митохондрий вызваны структурными и функциональными изменениями именно этого комплекса. Наиболее часто встречаемая мутация представляет собой замену одного нуклеотида в мтДНК, которая приводит к замене аргинина на гистидин в позиции 340 в субъединице ND4 комплекса I. Дисфункция комплекса  I  обуславливает:
(1) нарушению процессов  окисления НАДН в НАД в респираторной цепи митохондрий;
(2) нарушению процессов переноса протонов, приводящее к  снижению уровня синтеза АТФ; (3) формированию активных форм кислорода.
Поэтому основной целью исследований является разработка терапии для компенсации дефекта комплекса I. Наиболее перспективным методом является трансфекция геном НАДН дрожжей (Saccharomyces cerevisiae), который состояит из одной субъединицы (Ndi1) для переноса электронов на убиквинон-10 в митохондриях млекопитающих.


Результаты исследований:
При использовании линии мутантных клеток китайского хомячка CCL16-B2 с дефектным геном, кодирующего комплекс I,  сотрудники лаборатории успешно провели трансфекцию митохондрий этих клеток геном NDI1.  В трансфицированных клетках с функционально активной дегидрогеназой  NDI1 и здоровых клетках (контроль с интактным геном комплекса I) отмечали перенос электронов при использовании в качестве субстратов глутамата и малата. Поэтому трансфекция геном NDI1 открывает новые возможности для лечения митохондриальных заболеваний с помощью генной терапии. Также важной задачей являлось обеспечение функциональной экспрессии Ndi1 в митохондриях человека. Для изучения этого вопроса использовали клетки линии HEK 293, в которых после трансфекции ген  NDI1 был стабилен [2]. С помощью иммунохимического и иммуннофлуоресцентного анализа было показано, что  функциональный энзим локализуется  на внутренней мембране митохондрий, не вытесняя эндогенный комплекс I. В будущем планируются эксперименты по трансфекции клеток человека in vivo. К настоящему времени подобные эксперименты проводятся только на на грызунах. Трансфекция проводилась с аденосателлита в скелетные мышцы и мозг (черная субстанция и полосатое тело). С помощью иммуногистохимии показано, что экспрессию NDI1 регистрировали в клетках зоны введения через 1-2 недели.  Таким образом, данная разработка может быть использована в качестве перспективной терапии таких заболеваний, как  энцефаломиопатий и нейродегенеративных болезней .




Публикации по теме:

1.Молекулярная терапия дефектов комплекса I:ротенон-нечувствительный внутренний НАДН-квинон оксидоредуктаза Saccharomyces cerevisiae восстанавливает оксидазную активность НАДН в клетках млекопитающих с дефектом комплекса I.
Molecular remedy of complex I defects: rotenone-insensitive internal NADH-quinone
oxidoreductase of Saccharomyces cerevisiae mitochondria restores the NADH oxidase activity of complex I-deficient mammalian cells. Seo BB, Kitajima-Ihara T, Chan EK, Scheffler IE, Matsuno-Yagi A, Yagi T.Proc Natl Acad Sci U S A. 1998 Aug 4;95(16):9167-71. (Ключевые слова: дефект, комплекс I,  НАДН, дрожжи)


2. Трансфекция геном  НАДН -квинон оксидоредуктазы Saccharomyces cerevisiae как возможный метод терапии дефектов комплекса I в клетках человека.
Use of the NADH-quinone oxidoreductase (NDI1) gene of Saccharomyces cerevisiae as a possible cure for complex I defects in human cells.Seo BB, Wang J, Flotte TR, Yagi T, Matsuno-Yagi A. J Biol Chem. 2000 Dec 1;275(48):37774-8 (Ключевые слова: дефект, трансфекция, комплекс I,  НАДН, терапия)


 

Контакты:
The Scripps Research Institute
Division of Biochemistry, MEM256
Department of Molecular and Experimental Medicine
10550 N. Torrey Pines Rd.
La Jolla, CA 92037

Rutledge Ellis-Behnke
PhD

Рутледже Еллис-Бенке


Место работы: Отдел исследований мозга и познавательных способностей, технологический институ в Массачусеттсе  (США)


 
Научные интересы: Основным направлений исследований является разработка нанотехнологий для:

- лечения повреждений в ЦНС путем стимуляции регенерации нервной ткани.

- доставки лекарственных препаратов мозговую ткань, минуя гематоэнцефалический
барьер

-  разработки методов  поддержания гомеостаза

Цель исследований: Одной из основных целей исследований является разработка нановолокон, способных  к самосборке для купирования кровотечений в различных тканях и органах, а также стимуляции  регенерации тканей, особенно нервной.

Основные результаты исследований:

Разработан пептидный препарат, способный к самосборке для остановки кровотечения при
мозговой травме, травме позвоночника,  травме печени или нарушении кожного покрова млекопитающих без необходимости проводить катетеризацию и вазоконстрикцию [1]. При наложении на рану происходит полимеризация с образованием нетоксичной и неиммунногенной сетки из нановолокон в течение 15 сек. При деградации образованного каркаса происходит высвобождение аминокислот, которые служат строительным матреиалом для новых клеток.  Другой похожей разработкой является пептидный препарат, способный к наносборке, который стимулирует не только физическую регененацию аксонов в месте повреждения, но и функциональную [2]. Подтверждением этого действия послужили результаты эксперимента на хомяках, у которых после повреждения зрительного тракта зрение  восстанавливалось.


На рисунке наглядно представлен строительные леса, молекулярное подобие которых применяется для "реставрации" клеток организма.


На рисунке клетки (10 мкм) погружены в каркас из нановолокон (10нм) (Image courtesy of Dr. Fabrizio Gelain).

 Немаловажным достижением также являются наноструктуры, которые
создают специальную наносреду, способная  регулировать клеточную активность, замедлять пролиферацию и дифференциацию клеток  in vitro или in vivo, оставаясь невидимой для иммунной системы [3]. Такая наносреда представлена нановолокнами, способными к самосборке. На клетках линии PC12, швановских клетках и клетках- предшественников нейронов успешно продемонстрировали, что с помощью данных нановолокон можно контролировать такие важные процессы жизнедеятельности, как пролиферацию, дифференциацию и созревание in vitro. Более того, расширяя применение данной технологии, авторы успешно апробировали  ей на животных с имплантацией наноматериала в головной и спинной мозг. 
В будущем, такие технологии позволят внедрять наноматериал с недифференцированными клетками в мозг без необходимости применения иммуносупрессантов.




Публикации по теме:
 
1. Решение для поддержания гомеостаза с помощью нанотехнологий: мгновенная остановка кровотечения при помощи наноконструкции.
Nano hemostat solution: immediate hemostasis at the nanoscale. Ellis-Behnke RG, Liang YX, Tay DK, Kau PW, Schneider GE, Zhang S, Wu W, So KF. Nanomedicine. 2006 Dec;2(4):207-15. (Ключевые слова: гомеостаз, наноконструкции, самосборка, биоразлагаемость)

2. Восстановление функциональной целостности нейронов: пептидный каркас, состоящий из нановолокон для восстановлении нервной ткани мозга и контактов между аксонами с восстановлением зрения.
Nano neuro knitting: peptide nanofiber scaffold for brain repair and axon regeneration with functional return of vision.Ellis-Behnke RG, Liang YX, You SW, Tay DK, Zhang S, So KF, Schneider GE.Proc Natl Acad Sci U S A. 2006 Mar 28;103(13):5054-9. (Ключевые слова: наноконструкция, самосборка, регенерация, аксон)

3. Быть вечно молодым: использование нанотехнологий для контролирования растяжения, дифференциации и пролиферации клеток.
Forever young: how to control the elongation, differentiation, and proliferation of cells using nanotechnology.Ellis-Behnke RG, Liang YX, Guo J, Tay DK, Schneider GE, Teather LA, Wu W, So KF.Cell Transplant. 2009;18(9):1047-58 (Ключевые слова:  наноконструкция, растяжение клеток, дифференциация, пролиферация, контроль)

 
Контакты:

Department of Brain and Cognitive Sciences
Room 46-2005
Massachusetts Institute of Technology
77 Massachusetts Avenue
Cambridge, MA 02139-4307
617.253.7403

Email: bcs-admissions@mit.edu

ADELA BEN-YAKAR
Адела Бен-Якар
Ph.D.

Научные интересы: Dr. Ben-Yakar интересуют прикладные аспекты использования фемтосекундных лазеров в биологии и медицине и  нанотехнологий плазмонного резонанса. Её группа занимается изучением взаимодействия тканей организма и лазера на
молекулярном уровне для разработк методов нанохирургии.  


Цель исследования:
- Разаработка методов ранней диагностики рака на основе плазмонного резонанса золотых нанопалочек.
-Использование фемтолазерной нанохирургии для изучения регенерации нервных клеток на примере круглого червя C. elegans.
-Использование фемтолазерной нанохирургии для разработки «нано-ножниц» для проведения хирургических операций на клеточном и субклеточных уровнях, например, для избирательного удаление раковых клеток.


Результаты исследований:
Разработан микрозонд (габариты  10 х 15 х 40 mm)  для проведения микроопераций с использованием фемтолазерной нанотехнологии и двухфотонной флуоресцентной микроскопии. Данный зонд может в будущем  быть использован как эндоскоп для  получения двухфотонного изображения места операции размером 340 нм в диаметре. Будущие разработки металл-покрытых зеркал с повышенной отражающей способностью и микро линз объектива позволит получать изображения автофлуоресценции клеток. Разработанный зонд может применяться в онкологии, дерматологии и найрохирургии [1].
Другой новой разработкой является микрочип "лаборатория на чипе" (lab on a chip) для проведения аксотомии у С.elegans с использованием фемтолазера. После наноразрезания нервных окончаний, иннервирующих движение назад, (но способность движения вперед у немотрды остается), показано функциональное восстановление разрезанного нервного волокна при использовании флуоресцентного белка, которым метили нейроны. Разработка этой методики позволит в будущем изучать влияние генов и лекарств на развитие и регенеарции нервной ткани [2,3]


 


Публикации:

1. Разработка микрозонда для фемтолазерной микрохирургии и получения двухфотонных изображений.
Miniaturized probe for femtosecond laser microsurgery and two-photon imaging. Hoy CL, Durr NJ, Chen P, Piyawattanametha W, Ra H, Solgaard O, Ben-Yakar A.  Opt Express. 2008. (Ключевые слова: фемтолазерная нанохирургия, двухфотонное изображение, зонд)

2. Разработка микрочипа " лаборатория на чипе"  для изучения регенерации нервной ткани in vivo с помощью фемтолазерной  наноаксотомии
Femtosecond laser nanoaxotomy lab-on-a-chip for in vivo nerve regeneration studies. S.X. Guo, F. Bourgeois, T. Chokshi, N. Durr, N.J. M. Hilliard, N. Chronis, and A. Ben-Yakar.  Nature Methods, (2008) (Ключевые слова: фемтолазерная нанохирургия, чип, регенерация, нейрон)

3. Функциональное восстановление нервной ткани после фемтолазерной  наноаксотомии
Functional regeneration after laser axotomy M. F. Yanik, H. Cinar, H. N. Cinar, A. D. Chisholm, Y. Jin and A. Ben-Yakar. Nature 432, 882 (2004) (Ключевые слова: фемтолазерная нанохирургия, аксотомия, регенерация, аксон)


Контакты:

Office: ETC 7.132
Phone: 475-9280
Fax: 471-1045
Email: ben-yakar@mail.utexas.edu

Lonnie Shea, PhD
Professor,

Лонни Ши
Профессор

Место работы: Университет Северо-Запала США, отд. Химическая инженерия (Northwestern University, Chemical and Biological Engineering)

Научные интересы: Лаборатория доктора Ши  изучает вопросы  регенеративной медицины, тканевой инженирии, трансдукции сигналов внутри клетки, создания нанобиоматериалов для доставки генов и лекарств в клетку. Центральной темой исследований является создание
микробиоокружения для клеток с целью изучения механизмов формирования
тканей  для  их последующей регенерации.


 Цель исследования:  Целью является изучение процессов доставки генетического материала с помощью поровых тканеинженерных конструкций, а также  проведение оценки продолжительности трансгенной экспрессии  и характеристики распределения  клеток, претерпевших трансфекцию.


 Результаты исследований: Поровые тканеинженерные конструкции, способные к дозированному высвобождению плазмид могут быть использованы для переноса генетического материала (ген фактора роста сосудов) и стимуляции формирования новой ткани.
Были созданы поровые тканеинженерные наноконструкции из полилактида-когликолида  с инкаспуслирвоанным плазмидами, несущими вставки генов для трансфекции [1,3]. Было установлено, что поризация повышала уровень трансгенной экспрессии in vivo. Трансфецированные клетки сначала обнаруживали на периферии конструкции, а через 4 месяца экспрессию трансгенов отмечали по всему объему ткани в конструкции. В результате стабильной экспрессии в объеме трансгенной ткани была повышена плотность кровяных сосудов по сравнению с контролем.
На рисунке изображен контроль (слева) и трансгенная ткань с  ростом сосудов (справа)

Подводя итог исследованиям, авторы считают, что комбинация новых наноконструкций с технологией доставки генов с помощью невирусных векторов облегчит проведение манипуляций с различными тканями в будущем, что будет способствовать развитию регенеративной медицины [2,3].



Публикации:
1. Доставка плазмид in vivo с помощью тканеинженерных конструкций: трансгенная экспрессия и транфекция клеток
 Plasmid delivery in vivo from porous tissue-engineering scaffolds: transgene expression and cellular transfection. Jang JH, Rives CB, Shea LD. Mol Ther. 2005 Sep;12(3):475-83. (Ключевые слова: тканевая инженерия, экспрессия, трансфекция, плазмида)

2. Доставка генетического материала с помощью полимерных тканеинженерных конструкций.
Gene delivery from polymer scaffolds for tissue engineering. Jang JH, Houchin TL, Shea LD. Expert Rev Med Devices. 2004 Sep;1(1):127-38. (Ключевые слова: тканевая инженерия, регенерация, вектор, плазмида, генная терапия)

3. Тканеинженерные матрицы и конструкции для доставки генов.
Matrices and scaffolds for DNA delivery in tissue engineering. De Laporte L, Shea LD., Adv Drug Deliv Rev. 2007 May 30;59(4-5):292-307 (Ключевые слова: тканевая инженерия, наноконструкции, ДНК, ген)


Контакты:

Email: l-shea@northwestern.edu
Phone: 847-491-7043
Fax: 847-491-3728
2145 Sheridan Rd., Tech E156
Evanston IL 60208 USA

Mauro Ferrari, Ph.D.
Мауро Феррари

Место работы: Профессор и глава отдела наномедицины и биомедицинской инженерии в Техасском университете, президент альянса наноздоровья (Professor and Chairman, Department of Nanomedicine and Biomedical Engineering (nBME) Professor of Internal Medicine, Division of Cardiology, The University of Texas Health Science Center, President, Alliance for NanoHealth)

Область научных интересов:
С слов автора, глобальной целью его работы является является внедрение нанотехнологий в клиническую практику лечения рака, сердечнососудистых болезней, инфекционных заболеваний и диабета. Основной акцент делается на ранней диагностике заболевания с помощью протеомных сигнатур крови, создание нановекторов для прицельной терапии, создание «умных» имплантатов для дозирования терапевтического действия во времени.


Результаты исследований:


С помощью технологии создания нанопористых силиконовых структур  возможно получать
нанопоры различного диаметра  с различными сорбционными свойствами поверхности для эффективного удаления белков с высокой мол. массой, а также для концентрации низкомолекулярных белков в биологических жидкостях   [1]. На основе результатов успешной апробации разработки для детекции белков ВИЧ в сыворотке крови авторы предполагают, что такой подход  будут способствовать разработке индивидуальной стратегии подбора лекарств, которые прицельно воздействуют на механизмы динамики белков во время инфекции. Также будут возможна оценка токсичности и эффективности применимых лекарственных средств  в режиме реального времени, а также модуляции проводимой
терапии с учетом изменения динамики белков. 
Другой разработкой является фундаментальная мультистадийная  нановекторная технология для направленной терапии новообразований таких, как рака молочной железы, придатков, кишечника и т.п. в системах in-vitro and in-vivo на животных. Мультистадийность представляет собой различные этапы проникновения препарата через биологические барьеры:  кровяные сосуды опухоли > ткани опухоли > различные компартменты  раковых клеток (цитоплазма, ядро).





Публикации:

1. Адсорбирующие свойства нанопористых поверхностей для спектрометрического анализа пептидов в плазме крови человека.
 Nanoporous surfaces as harvesting agents for mass spectrometric analysis of peptides in human plasma. Gaspari, M. Ming-Cheng Cheng, M. Terracciano, R. Liu, X. Nijdam, A,J. Vaccari, L. di Fabrizio, E. Petricoin, E.F. Liotta, L.A., Cuda, G.Venuta, S. Ferrari, M.J Proteome Res. 5, p1261 (2006) (Ключевые слова: нанопоры, силикон, белки)

2.Нановекторная технология преодоления биологических барьеров организма для доставки лекарств в раковые ткани
Antibiological barrier nanovector technology for cancer applications. Sakamoto J, Annapragada A,
Decuzzi P, Ferrari M. Expert Opin Drug Deliv. 2007 Jul;4(4):359-69. Review. (Ключевые слова: нановектор, рак, терапия)


3. Нановекторная доставка лекарственных прапаратов
Nanovector therapeutics. Ferrari M. Curr Opin Chem Biol. 2005 Aug;9(4):343-6. Review. (Ключевые слова: нановектор, рак, терапия)





Контакты:
Mauro.Ferrari@uth.tmc.edu
Tel: 713-500-2444
Fax: 713-500-2462