DNA-Origami mit Wirkstoffen gegen Krebs

FRANKFURT/MAIN. Gegen mehrfache Wirkstoffresistenz bei Krebszellen lässt sich ja durch Herabregulieren der entsprechenden Gene vorgehen.

Chinesische Wissenschaftler haben nun eine Nanoplattform entwickelt, die gezielt Transkriptionsmatrizen für die entsprechenden RNAs und gleichzeitig Chemotherapeutika in multiresistente Tumore bringt, teilt die Gesellschaft Deutscher Chemiker mit.

Wie die Autoren berichten, tötete dieser Cocktail aus Genexpressionshemmstoffen und Krebswirkstoffen effektiv und selektiv die Zellen (Angewandte Chemie 2018; 130:15712-15716). Die Nanoplattform wurde durch sogenanntes DNA-Origami zusammengefügt.

Mehrfach resistente Krebszellen schleusen bekanntlich oft Wirkstoffe aus den Zellen wieder heraus, bevor sie ihre Wirkung entfalten können. Inzwischen kennt man einige der Gene, die dafür verantwortlich sind, und versucht, diese gezielt abzuschalten, heißt es in der Mitteilung der Gesellschaft.

Plattform gebaut

Das funktioniert durch RNA-Interferenz: Kurze RNA-Stücke kombinieren mit zelleigener mRNA und hemmen die Translation in das entsprechende Protein. Die RNA-Stücke müssten aber bis in die Tumorzelle gebracht und dort freigesetzt werden. Zudem muss ein Wirkstoff vorhanden sein, der die Zelle abtötet.

Die Forscher haben jetzt eine Plattform entwickelt, die alles Nötige enthält, um sowohl selektiv in Tumorzellen hineinzugelangen als auch dort ihre Fracht aus Genexpressionshemmern und Chemotherapeutika abzuladen. Die Plattform bauten sie durch DNA-Origami.

Mit der Technik lassen sich Nanoobjekte aus DNA in den unterschiedlichsten, teilweise sehr komplizierten Formen erstellen. Hier konstruierten die Wissenschaftler eine relativ einfache DNA-Origami-Dreiecksstruktur, die sich von selbst aus DNA-Vorläufersträngen zusammenfügte und mehrere funktionelle Stellen besaß, um andere Funktionseinheiten zu binden.

Wie wirksam diese Vielzweckplattform war, überprüften die Autoren an Zellkulturen und in Mäusen mit mehrfach resistenten Tumoren. Doxorubicin und die RNA-Transkriptionsmatrizen wurden selektiv in die Zellen geschleust und dort freigesetzt, so die Autoren.

Tumore verkleinerten sich

Die Zellen wurden abgetötet; die Tumore verkleinerten sich signifikant. Die Plattform an sich schadete den Mäusen nicht. Voll belegt mit den Wirkstoffen und Erkennungseinheiten, tötete sie wirksam den mehrfach resistenten Tumor ab, so die Autoren.

Diese Forschung demonstriert einmal mehr, was in der Krebstherapie möglich ist, schreibt die Gesellschaft Deutscher Chemiker: Die Wissenschaftler konstruierten eine Nanostruktur, die nicht nur spezifisch Krebszellen erkennt – und somit die gefürchteten Nebenwirkungen der Krebs-Chemotherapie unterdrückt –, sondern auch therapeutische Wirkstoffe und viele andere Zusatzstoffe wie Genexpressionshemmer in die Zelle schleust.

Dadurch lassen sich Resistenzen unterdrücken. Und die Plattform ist sehr variabel: Wie die Autoren anmerken, ließe sie sich hervorragend auch auf andere Wirkstoff- und Zellerkennungsmechanismen anpassen. (eb)