Co to jest elektroporacja?

Elektroporacja jest procesem, który ma na celu uczynienie błony plazmatycznej komórki czasowo porowatą, tak aby cząsteczki mogły swobodnie przez nią przechodzić. Istnieje wiele zastosowań tego procesu, od transfekcji DNA organizmów badanych w laboratorium do możliwości ukierunkowanego dostarczania leków, takich jak chemioterapia, które mogą być wtłaczane bezpośrednio do komórek rakowych przy użyciu technik elektroporacji. Kilku producentów sprzętu naukowego produkuje urządzenia, które można wykorzystać do elektroporacji.

W tej procedurze prąd elektryczny jest wprowadzany do komórki lub grupy komórek. Badania wykazały, że elektroporację można przeprowadzić zarówno in vitro, jak i in vivo, na żywych komórkach wewnątrz i na zewnątrz organizmu gospodarza, w tym na organizmach jednokomórkowych. Prąd elektryczny zakłóca błonę plazmową komórek, tworząc otwory tam, gdzie wcześniej nie istniały.

Jeśli substancja jest w roztworze z komórkami, przejdzie przez błonę komórkową po wprowadzeniu prądu elektrycznego. Następnie komórki mogą odpocząć i zregenerować się. W niektórych przypadkach do 80% komórek może być skutecznie penetrowanych przez substancję będącą przedmiotem zainteresowania. Po odzyskaniu komórek można je hodować i testować, aby potwierdzić, że elektroporacja zakończyła się powodzeniem.

Istnieją pewne wady elektroporacji. Jednym z problemów jest to, że jeśli ilość prądu nie zostanie dokładnie obliczona, może dojść do uszkodzenia ogniwa. Jest to niepożądane, gdy celem jest uzyskanie zdrowych komórek, które można wykorzystać w badaniach, lub gdy celem jest wprowadzenie czegoś do komórki w organizmie bez uszkadzania komórki. Nie jest również możliwe kontrolowanie tego, co przechodzi przez błonę komórkową, co oznacza, że ​​jeśli w roztworze znajdują się zanieczyszczenia lub elektroporacja nie występuje w kontrolowanym środowisku, to potencjalnie szkodliwe cząsteczki mogą dostać się do wnętrza komórki.

W laboratorium elektroporacja służy do wprowadzania DNA do komórek w celu inżynierii genetycznej. Teoretycznie ten sam proces można również zastosować w terapii genowej żywych organizmów. Plazmidy, leki i inne rodzaje cząsteczek można również przenosić przez błonę komórkową za pomocą elektroporacji. Jedną z zalet stosowania tej techniki do pracy in vitro w laboratorium jest to, że możliwe jest przetwarzanie dużej liczby komórek jednocześnie, co zmniejsza ilość czasu poświęcanego na przetwarzanie komórek do badań.