A Logic-Gated Nanorobot for Targeted Transport of Molecular Payloads

DNA-Nanoroboter greift Krebszellen an

US-Forscher haben einen Nanoroboter gebaut, der gezielt Krebszellen angreifen kann. Die Miniaturmaschine nach dem Vorbild der körpereigenen Immunabwehr besteht aus geschickt gefaltetem Erbmaterial (DNA) und lässt sich im Prinzip für jede Zielzelle im Organismus maßschneidern.

Bisher ist der Roboter allerdings erst in Zellkulturen getestet worden. Ob er jemals bei Menschen zum Einsatz kommen kann, ist noch nicht geklärt. Ähnliche Ansätze verfolgen auch andere Forschergruppen

Der Nanoroboter gleicht einem sechseckigen Käfig, der nur 45 Nanometer (Millionstel Millimeter) hoch und 35 Nanometer dick ist – damit ist er rund 2.000 Mal dünner als ein menschliches Haar. Der mit einer speziellen Technik namens DNA-Origami gefaltete Käfig besteht aus zwei Hälften, die von Riegeln zusammengehalten werden. Diese Riegel sind so aufgebaut, dass sie ähnlich wie weiße Blutkörperchen die Oberfläche gewünschter Zielzellen – etwa Krebszellen – erkennen und daran andocken können. Mit dem Andocken konfiguriert der Riegel sich neu, so dass der Nanokäfig aufschwingt.

Der Laderaum lässt sich mit verschiedenen Wirkstoffen bestücken, die auf diese Weise gezielt zu ihrem Einsatzort gebracht werden können. Im Experiment belud das Team um Shawn Douglas von der Harvard-Universität in Boston seine Nanoroboter unter anderem mit molekularen Botenstoffen, die das Selbstmordprogramm einer Zelle aktivieren können. Dieses Programm ist bei Krebszellen typischerweise gestört.

Gezielte Zerstörung

Im Labor konnten die Forscher auf diese Weise die Selbstzerstörung bei Leukämie- und Lymphomzellen auslösen, wobei auch die molekularen Botschaften für die beiden verschiedenen Krebszellen maßgeschneidert werden mussten. Nach diesem Muster könnten verschiedene Aktionen gezielt bei gewünschten Zelltypen ausgelöst werden, erläutern die Wissenschaftler.

Die Forscher, die sich für ihre Arbeit von der Funktion des menschlichen Immunsystems inspirieren ließen, bereiten nach den Worten von Douglas als nächstes Tests an Versuchstieren vor. „Das wird wahrscheinlich ein verbessertes Design erfordern, um eine stabile Zirkulation und Funktion im Blutkreislauf zu gewährleisten“, schränkte der Forscher allerdings ein. „Außerdem müssen die Herstellungskosten des Geräts sinken.“

science.ORF.at/APA/dpa

Quellen:
http://www.sciencemag.org/content/335/6070/831.abstract

Artikelzitat aus:
http://science.orf.at/stories/1694726/

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