Moleculair biologen doen de laatste jaren graag aan origami. Maar dan niet van ‘t soort met vrolijk gekleurde velletjes papier; ze maken steeds geavanceerdere driedimensionale structuren met behulp van strengen DNA. En dat is niet zomaar spielerei. De DNA-structuren op nanoschaal hebben allerlei mogelijke nuttige toepassingen, zoals deze week bijvoorbeeld valt te lezen in Science.

Drie wetenschappers van Harvard hebben een nano-robotje van DNA gemaakt, dat heel selectief medicijnen kan afleveren aan bepaalde cellen. Bijvoorbeeld kankercellen. Het minuscule DNA-apparaatje, van 35 bij 35 bij 45 nanometer, is hexagonaal van vorm en hol. Aan de onderkant bevat het een soort scharnieren, en aan de bovenkant zit op twee plekken een soort moleculair slot. Het vernuftige van het nanobotje zit hem in die sloten: ze kunnen zo ontworpen worden dat ze alleen open gaan als ze specifieke eiwitten aan de buitenkant van een cel tegenkomen. Zo’n eiwit moet letterlijk als een soort sleutel in het moleculaire slot passen. Zodra de sloten opengaan, springt het DNA-buisje open, en komen de medicijndeeltjes die erin zaten vrij.

Shawn Douglas en zijn team hebben ook al, in hun laboratorium, bewezen dat dit werkt. Met meerdere proeven. Zo stopten ze fluorescente deeltjes in de nanobotjes, die inderdaad alleen vrijkwamen als de DNA-apparaatjes in een petrischaaltje de juiste cellen tegenkwamen. Douglas maakte bijvoorbeeld DNA-buisjes die alleen opensprongen als ze een eiwit tegenkwamen dat voorkomt aan de buitenkant van kankercellen van leukemiepatienten. Na de proeven met fluorescente deeltjes, probeerde het team ook uit wat er gebeurde als ze een kankermedicijn in de nanobotjes stopten. Dit medicijn bleek, opnieuw in een petrischaaltje, inderdaad slectief vrij te komen in de buurt van de kankercellen.

Het soort onderzoek dat de Amerikaanse moleculair biologen doen, staat nog redelijk in de kinderschoenen. Het is nog niet te zeggen of dit soort medicijnleveranciers van DNA hun werk ook goed kunnen doen in een levend organisme. Maar deze nieuwe resultaten zijn wel erg veelbelovend. Wie in de toekomst kanker krijgt, hoeft mogelijk dus niet zijn of haar hele lichaam bloot te stellen aan ziekmakende chemotherapie. Een legertje nano-robotjes levert de medicijnen dan misschien keurig netjes alleen af bij de kankercellen zelf.
 

Bron: Shawn Douglas e.a., A logic-gated nanorobot for targeted transport of molecular payloads, in: Science, 16 februari 2012.