Ingrediënten voor een nieuw recept voor gentherapie?

Gentse onderzoekers hebben een met polymeer gecoat gasbelletje ontworpen dat DNA kan binden en beschermen tegen enzymatische afbraak, en dat geschikt lijkt om DNA een cel in te smokkelen via een gaatje in het membraan. Zo’n gaatje maken ze door met ultrasone golven het belletje te laten ontploffen vlakbij het celmembraan. Hierdoor ontstaan er in dat membraan door lokale schokgolfjes enkele milliseconden nano­scopisch kleine openingen.

In het ideale geval levert het barsten van de gasbelletjes een wolk op van brokstukjes van materiaal afkomstig van de wand van de gasbelletjes, waarbij de brokstukjes klein genoeg zijn om in de cel te kunnen worden geslingerd. Een lastige opgave door de ongecontroleerde manier waarop brokstukken worden gevormd tijdens een explosie.

“Het is ons onlangs toch gelukt om DNA-bevattende brokstukken te laten ontstaan die klein genoeg zijn om door de gaatjes in het celmembraan heen te komen”, vertelt Ine Lentacker van de Gentse vakgroep Geneesmiddelenleer. “Daarvoor hebben we DNA, een macromolecuul dat negatief geladen is, eerst ge­complexeerd met positief geladen lipiden. Daarna hebben we die complexen aan de gasbelletjes gekoppeld.” De brokstukjes die ontstaan, bestaan uit een mengsel van DNA, het eiwit albumine en het positief geladen polymeer poly-allyl­aminehydrochloride die samen de wand vormen van de belletjes waarin het gas C₄F₁₀ zit. “Het is geen probleem als het DNA niet ‘naakt’ de cel in gaat, aangezien dergelijke brokstukjes in staat zijn het DNA los te laten in de cel”, aldus Niek Sanders.

Huidtumoren

“In celculturen konden we aantonen dat het werkt aangezien we eiwitexpressie hebben gemeten”, vervolgt Sanders. Eiwitproductie op basis van het ingebrachte DNA is waarschijnlijk alleen mogelijk in delende cellen. In deze celfase breekt het kernmembraan open en kan het DNA de kernen van de cellen bereiken. Dat maakt de methode mogelijk interessant voor gentherapie van bijvoorbeeld huidtumoren met snel delende cellen. “Het aardige is verder dat de veiligheid van de microgasbelletjes al in het ziekenhuis is aangetoond. Dergelijke materialen worden ook al bij patiënten ingespoten om het contrast van echografische opnames te verhogen”, licht Sanders’ collega Stefaan De Smedt toe.

DNA verankeren aan gasbelletjes is een Gentse noviteit. Andere onderzoekers stuurden de gasbelletjes en het DNA tot nu toe los van elkaar naar de cellen, waardoor een veel hogere dosis aan DNA nodig is om er voldoende van de cel in te loodsen. De Smedt: “In vergelijking met virussen is onze techniek veel minder efficiënt in het stransfecteren van cellen met DNA. De hoop is echter dat onze methode uiteindelijk wel veiliger en goedkoper is.”