一种流行的技术，即大量电穿孔，涉及用电池震动细胞。这会在电池的各处吹出一些洞，让任何东西都可以进入。细胞，如人类T细胞，并不总能在这个过程中存活下来。
科学家有时会发送编码蛋白质的DNA，而不是发送大量蛋白质，这种蛋白质更紧凑。为此，病毒通常起作用，但大多数病毒仍然受到人类安全问题的困扰。并且已被美国食品和药物管理局批准用于临床的腺相关病毒(AAV)太小而不能携带大片DNA。
加州大学伯克利分校开发的一种新技术，纳米材料科学家克服了这些障碍，使用廉价的实验室设备有效地将大分子注入细胞。这种技术称为纳米孔电穿孔或纳米EP，在每个细胞中轻轻地产生不到12个小孔，足以让分子进入细胞而不会对其产生创伤。毛孔随后迅速愈合。在测试中，超过95%的细胞在手术中存活。
“这是一种更简单，更安全，更有效，更便宜的方法，可以将大分子输送到细胞内，”加州大学伯克利分校博士后研究员曹玉红说，该论文的主要作者本周发表在“国家学院学报”上的一篇论文中。科学。
为了在细胞膜中制造纳米孔，Cao采用了一个标准的实验室项目：一种便宜的商业水过滤器，其孔隙仅为100纳米 - 太小而不适合头发穿过。它们用于从液体中过滤大颗粒或分子。
她在水过滤器上生长细胞，然后施加非常低的电压，仅在过滤器中的孔的位置处在细胞膜中产生孔。通常，这在一滴含有数万个细胞的液体中每个细胞产生约10个孔。
电压还通过孔隙将过滤器另一侧的大分子拉入细胞。“这项技术可以有效地提供各种荧光标记的功能蛋白，效率约为80%，”曹说。通过提供Cas9蛋白和指导RNA(两种大核糖核蛋白)，她还能够遗传编辑称为Jurkat细胞的人T细胞细胞系，同时保持T细胞的高存活率。
到目前为止仅在永生化细胞中进行测试，nanoEP理论上应该适用于任何类型的细胞，例如将大分子(例如Cas9)递送到胚胎中，或改变人T细胞用于免疫疗法。并且交付方法不需要专门的设备或缓冲解决方案。Cao的最终目标是生产一种廉价且易于使用的临床工具，用于安全有效地为CAR(嵌合抗原受体)T细胞免疫治疗癌症提供Cas9。
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