Nanopartikel sollen Viren als Transportvehikel ersetzen Gentherapie: „Gold-Taxi“ für die DNA? - scinexx | Das Wissensmagazin
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Nanopartikel sollen Viren als Transportvehikel ersetzen

Gentherapie: „Gold-Taxi“ für die DNA?

Die Gentherapie gilt trotz vieler Rückschläge als viel versprechend für die Medizin der Zukunft. Doch noch mangelt es an geeigneten Transportvehikeln für das Einschleusen der „guten“ Gene in die kranken Zellen. Dies könnte sich bald ändern. Denn Wissenschaftler haben einen neuen „Träger“ für die Erbgutbausteine entdeckt: Gold-Nanopartikel. Sie können DNA binden und unter UV-Licht wieder freisetzen.

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Bisher wurden bei der Gentherapie häufig abgetötete Viren als "Taxi" für die Gene benutzt, dabei ist es jedoch zu unerwarteten und unerwünschten Nebenwirkungen kommen. Wissenschaftler suchen deshalb seit einiger Zeit nach Alternativen zu den Viren-Taxis und setzen dabei auf Nanopartikel.

So verwendeten die Wissenschaftler Vincent M. Rotello, N. S. Forbes und ihr Team vom Department of Chemistry der Universität von Massachusetts in Amherst winzige Goldkügelchen, an deren Oberfläche positiv geladene Kohlenwasserstoffketten dicht an dicht gebunden waren.

Diese Ketten enthielten eine labile Bindung, die im sichtbaren Licht stabil ist, unter Bestrahlung mit UV-Licht einer Wellenlänge von 350 nm jedoch gespalten wird. Dabei wurde ein positiv geladener Rest entfernt und zurück blieb das Goldkügelchen mit nun negativer Oberflächenladung.

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DNA enthält negativ geladene Phosphatgruppen und kann deshalb über elektrostatische Wechselwirkungen an die positiv geladenen Goldkügelchen binden. Zellen, die über einige Stunden mit den mit DNA beladenen Goldkügelchen in Kontakt gebracht wurden nahmen diese "DNA-Taxis" ins Zellinnere auf.

UV-Licht als Signal zum Aussteigen

Das Signal zum "Aussteigen" lieferte die anschließende Bestrahlung mit UV-Licht: Sie zerstörte die photolabile Bindung, die Oberflächenladung der Goldpartikel kehrte sich um und die DNA wurde freigesetzt. Erfreulicherweise wurde die DNA auf diese Wiese nicht nur einfach ins Cytoplasma eingeschleust, sondern sie wanderte weiter dorthin, wo sie gebraucht wird: in den Zellkern. Das ist der Ort in der Zelle, an dem DNA-Moleküle für die Übersetzung in Proteine kopiert oder während der Zellteilung vervielfältigt werden.

Das Verfahren bietet eine relativ einfache Möglichkeit für den Transport und die kontrollierte Freisetzung von DNA in lebenden Zellen. Darüber hinaus sollte es nach Meinung der Forscher mit dieser Methode auch möglich sein, Wechselwirkungen mit anderen Biomolekülen, wie Proteinen, oder pharmazeutischen Wirkstoffen so zu steuern, dass man diese gezielt in Zellen einbringen kann.

(idw – Gesellschaft Deutscher Chemiker, 04.05.2006 – DLO)

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