Het synthetische verpakkingseiwit voor DNA (afb: Nature)
Onderzoekers uit Wageningen, Leiden, Eindhoven en Nijmegen hebben een kunstmatig virus ontwikkeld, dat kan worden gebruikt als leverancier van medicijnen bestaand uit grotere biomoleculen in het lichaam van een patiënt, maar vooral van DNA. De onderzoekers denken als toepassing dan ook vooral aan gentherapie. Het kunstmatige virus werd gebouwd op basis van de jongste inzichten over hoe virussen werken.
Medicijnen zijn, chemisch gezien, meestal relatief kleine moleculen, die geen moeite hebben om op de plek des onheils in het lichaam te komen. Met grotere biomoleculen als eiwitten of stukken DNA en RNA wordt dat een stuk lastiger. Om DNA te gebruiken voor gentherapie zou dat in zijn geheel afgeleverd moeten worden om zijn werk te kunnen doen. Een probleem daarbij is dat DNA nogal snel uit elkaar valt en bovendien met geen mogelijk een cel binnen kan komen. Daarvoor worden natuurlijke virussen gebruikt, die ‘kreupel’ gemaakt zijn, de zogeheten vectoren, maar helemaal ongevaarlijk is die methode nog steeds niet. Daarom werd er steeds gezocht naar een alternatief: een kunstmatig virus (vector).
Die kunstmatige vectoren zijn wel gemaakt, maar die zijn een stuk minder effectief dan de natuurlijke vectoren. Belangrijk voor een succesvolle kunstvector was voor de Nederlandse onderzoekers de manier na te bootsen waarop virussen DNA ‘verpakken’. Dat klinkt simpeler dan het is. Tot nu toe was geen onderzoeker er in geslaagd afzonderlijke DNA-moleculen te verpakken in synthetische moleculen.
In plaats van verbindingen te synthetiseren die dienst konden doen als ‘verpakkingsmateriaal’ voor DNA-moleculen, besloten de Nederlandse onderzoekers kunstmatige virale verpakkingseiwtten te ontwerpen en te maken. Ze ‘vertaalden’ elk belangrijk aspect daarvan in verschillende eiwitblokken met (relatief) simpele structuren. De aminozuurvolgorde in de eiwitblokken was geïnspireerd op de volgorde in natuurlijke eiwitten zoals zijde en collageen. Die kunstmatige viruseiwitten werden gemaakt met behulp van gistcellen. Als die werden vermengd met DNA, dan vormden ze spontaan een beschermingslaag rond dat molecuul en er ontstonden staafachtige constructies: het eerder genoemde kunstmatige virus (een virus is een simpel systeem met het erfgoed waarom een beschermende mantel zit). Als voorbeeld hadden de onderzoekers naar het tabakmozaïekvirus gekeken.
Het kunstmatige virus bleek net zo goed te werken als de natuurlijk vectoren in het binnensmokkelen van het DNA in een cel, bestaand uit synthetische moleculen, zo stelt het persbericht. Kennelijk is het kunstvirus nog niet getest in echte cellen.
Bron: Alpha Galileo