Uit acht DNA-strengen kun je iets enzym-achtigs maken dat cellen doodt door razendsnel de moleculen in hun membraan door elkaar te klutsen. Nu nog selectiviteit inbouwen en je hebt een nieuw kankermedicijn, stellen Britse en Amerikaanse onderzoekers in Nature Communications.

De DNA-bundel imiteert natuurlijke eiwitten die bekend staan als scramblase-enzymen. Ze wisselen fosfolipides uit tussen de binnen- en buitenlaag van het membraan. Die lagen zijn net niet identiek samengesteld en wanneer de binnenste lipides met aangehechte signaalmoleculen aan de buitenkant komen te liggen, kan dat onder meer een signaal zijn om de cel te laten afsterven.

De bundel bestaat uit acht enkele strengen, die samen vier dubbele helices vormen. Die vormen samen weer een soort porie; op twee punten hangt er een hydrofoob cholesterolmolecuul aan dat zorgt voor verankering tussen de beide fosfolipidelagen.

Aleksei Aksimentiev en collega’s van de University of Illinois gebruikten de Blue Waters-supercomputer van hun universiteit om het gedrag van zo’n kunstporie tot op atomaire schaal te simuleren. Daar kwam uit dat hij de uitwisseling van lipides op gang zou moeten brengen, wat op grond van eerder onderzoek al een beetje werd verwacht.

De groep van Ulrich Keyser in Cambridge synthetiseerde vervolgens het DNA en testte het uit op diverse membranen. Uiteindelijk bleek het zelfs op een kweekje van menselijke borstkankercellen de gewenste uitwerking te hebben. En hoe: metingen met fluorescentiemicroscopie doen vermoeden dat het DNA tien miljoen lipides per seconde op hun kop kan zetten. Daarmee werkt het duizend keer sneller dan natuurlijke scramblases, wat des te opvallender is als je weet dat eerdere DNA-enzymen juist veel langzamer waren dan natuurlijke eiwitten.

Aksimentiev lijkt eerst vervanging van die natuurlijke scramblases op het oog te hebben gehad, bij patiënten die daar gebrek aan hebben. Maar het onnatuurlijk hoge tempo brengt ook toepassingen in beeld waarbij je cellen aanvalt in plaats dat je ze repareert.

Probleem is wel dat het DNA het verschil tussen gezonde cellen en tumoren niet ziet, maar wellicht is er iets aan toe te voegen waardoor het dat onderscheid alsnog gaat maken.

bron: University of Illinois at Urbana-Champaign