Leben und Wirkstoffe

RNA Express Zustellung mit DNA-Nanokoffern

geschrieben von Ole

Schon länger ist es möglich Moleküle in molekularen Käfigen einzusperren. Dieses Verfahren ermöglicht beispielsweise, dass nur Moleküle mit bestimmter Größe in den

Käfig eintreten können und mit dem dort bereits eingesperrten Molekül zum Beispiel einem Katalysator wechselwirken und anschließend den Käfig wieder verlassen. Ein interessantes Konzept welches auch von der medizinischen Chemie gerne benutzt wird.

Koffer, Nanokoffer, Katalysator

Beispiel eines Katalysators in einem molekularem Käfig. (V8rik at the English language Wikipedia [GFDL or CC-BY-SA-3.0], via Wikimedia Commons)

Forschern der McGill Universität in Montreal ist es jetzt gelungen siRNA in einen solchen Käfig, den sie “Nanokoffer” nennen, einzusperren. Das Interessante, der Käfig/Koffer öffnet sich und gibt die in ihm befindliche siRNA frei, sobald es einen spezifischen Trigger von außen gibt. Dieser Trigger kann beispielsweise eine Sequenz in der mRNA von Krebszellen sein. Folglich würde der Nanokoffer seine Fracht (das Medikament/die siRNA) nur an oder in Krebszellen entladen. So ist eine ortsspezifische Zuführung von toxischen/genveränderden Substanzen möglich. Der entwickelte Nanokoffer ist zudem stabil unter biologischen Bedingung und verliert seine Fracht auch dann nicht, wenn das molekulare Gerüst des Koffers an einigen Stellen degradiert.

Damit steht medizinischen Chemikern nun ein Vehikel zur Verfügung um Medikamente mit hoher Selektivität genau zu den gewünschten Zellen zu transportieren. Ganz besonders wichtig ist der Fund, dass der DNA-Käfig auf molekulare Trigger reagiert, auch während er sich in einer sehr komplexen Umgebung, einer Zelle, befindet. In dem vorgeführten Modell ist zudem die Ladung des Koffers (siRNA/Medikament) absolut unabhängig von dem Koffer selbst. Dadurch kann der entwickelten Nanokoffer auf jeden beliebigen RNA Trigger zugeschnitten werden und mit allen möglichen siRNA Strängen beladen werden.

Der Vollständigkeit halber sollte ich noch erklären, warum und wie siRNA als Medikament wirken kann. siRNA steht für den englischen Ausdruck small interfering ribonucleic acid. RNA wird im Körper durch die RNA Polymerase gebildet und dient als Abschrift der DNA, aus welchem später Gene expressiert werden. Es gibt verschiedenste Typen von der RNA, die alle unterschiedliche Aufgabe haben. Die siRNA kann in die Translation/Expression von Genen aus der RNA unterbinden, indem es einen bestimmten Teil der mRNA blockiert. Hat man also herausgefunden, dass ein bestimmtes Gen für die Replikation von Viren sorgt, kann mit geeigneter siRNA das Gen blockiert werden und so die Replikation gestoppt werden. Die gleiche Anwendung kann man sich auch für Tumorzellen vorstellen.


Die wissenschaftliche Veröffentlichung findet ihr hier:

Optimized DNA “Nanosuitcases” for Encapsulation and Conditional Release of siRNA

Katherine E. Bujold, John C. C. Hsu, and Hanadi F. Sleiman
Journal of the American Chemical Society Article ASAP

DOI: 10.1021/jacs.6b08369


Beitragsbild: Rainer Sturm  / pixelio.de

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