Heel voorzichtig bouwen we ‘cellen’

kunstcellen voor van alles en nog wat gemaakt

Calciumionen (lichtblauw) komen via een eiwitporie (donkerblauw) de cel binnen, waardoor een enzym in de cel geactiveerd wordt en deeltjes in de vesikels (bolletjes in de cel) oplichten (afb: ICL)

De oorsprong van dit blog is synthetische biologie. De laatste tijd is dat verbreed tot alle onderwerpen waarbij gemorreld wordt aan genen, maar de synbiologie blijft mijn speciale aandacht houden (want veelbelovend, maar ook ‘link’). Al tijden wordt er gespeculeerd en gewerkt aan kunstmatige cellen, maar veel soeps was het allemaal nog niet. Ik geef het je ook te doen iets na te bootsen waar ‘de natuur’ al miljarden jaren aan geknutseld heeft. Onderzoekers van het Imperialcollege in Londen (ICL) hebben nu ‘cellen’ gemaakt die, onder meer, medicijnen vrijgeven als de omgeving aan bepaalde voorwaarden voldoet. Gerichte medicijnafgifte, dus. Ook zouden ze gevaarlijke (want giftige) stoffen in het lichaam kunnen opruimen (ook micro-organismen?). Lees verder

Geprogrammeerd DNA levert (kanker)medicijn af

DNA-circuits te programmeren voor genregulering maar ook voor aanmaak biobrandstoffen

De twee Chens in het lab (geen familie, dus) (afb: univ. van Delaware)

Onderzoekers hebben strengen DNA zo geprogrammeerd dat ze eiwitten afleverden aan cellen om genen in en uit te schakelen. Een van die methoden die worden bedacht om heel gericht zieke cellen aan te pakken, maar deze DNA-circuits hoeven zich niet te beperken tot biomedische toepassingen. Lees verder

Kunstmatige en echte cellen werken samen

Kunstmatige cel werkt samen met biocellen

De kunstmatige cel gevuld met biocellen en andere benodigdheden (afb: ICL)

Onderzoekers van het Imperial College in Londen (GB) hebben kunstmatige cellen gemaakt die met echte biologische cellen samenwerken en een soort chemische minifabriekjes vormen. Dat zou voor het eerst zijn (wat ik betwijfel). Lees verder

Mannen en vrouwen verschillen tot op celniveau

vrouwen en mannen verschillen ook op celniveau

Nanodeeltjes (groen) komen soms makkelijker vrouwelijke cellen binnen dan mannelijke of omgekeerd (afb: Morteza Mahmoudi)

Mannen en vrouwen verschillen, naar het nu lijkt, zelfs op celniveau. Onderzoekers in de VS en Canada ontdekten dat er verschil is tussen mannelijke en vrouwelijke cellen als het gaat om het opnemen van nanodeeltjes om, bijvoorbeeld, medicijnen af te leveren of om genmateriaal te bezorgen. Ook reageerden mannelijke cellen anders dan vrouwelijke op technieken om gen te herprogrammeren. Lees verder

Synthetische eiwitten beloven nieuwe mogelijkheden

Retrovirus

Een (retro)virus dat, ontdaan van DNA, dienst doet als ‘voertuig’ bij gentherapie. De synthetische nucelocapsiden zijn minder problematisch dan virussen

Onderzoekers van, onder meer, de universiteit van Washington en Harvard hebben door de computer ontworpen eiwitten gemaakt die hun eigen genetisch materiaal vervoeren. Het is het idee dat deze niet-natuurlijke (synthetische) eiwitten ingewikkelde functies zouden kunnen uitvoeren in complexe omgeving net als de natuurlijke (maar dan anders).  Lees verder

Kunstmatige cellen met celskelet gemaakt

DNA-celskelet in een kunstmatige cel/vetbolletje/liposoom

Het celskelet (groen) in dit vetbolletje bestaat uit vernet DNA (afb: PNAS)

Kunstmatige cellen kun je zelf maken. Vetbolletjes in water en klaar ben je. Daarmee ben je nog niet in de buurt van echte cellen. Die hebben, om maar wat te noemen, een celskelet, die de cel stevigheid geeft en ook nog eens een rol spelen bij de celdeling. Die zijn al wat lastiger te maken. Het schijnt dat onderzoekers van de landbouw- en technische universiteit in Tokio nu kunstmatige cellen hebben gemaakt, voorzien van een celskelet. Op naar de volledig gesynthetiseerde cel? Nog (lang) niet, maar wel naar gerichte medicijn afgifte, bijvoorbeeld.
Lees verder

Afweercellen als bezorgers van kankermedicijn

Afweercellen die medijn afleveren bij kankercellen

Afweercellen (paars) die medicijn (blauw) afleveren bij kankercel (bruin) (afb: Jian Yang, Yixue Su)

Een niet onbelangrijk deel van het kankeronderzoek is gericht op het weer ‘weerbaar’ maken van afweercellen. Kankercellen kennen vaak trucs waarmee ze afweercellen in ‘slaap’ kunnen sussen. Door immuuntherapie worden de afweercellen ‘gereactiveerd’ om die woekercellen toch aan te pakken. Onderzoekers van de universiteit van Pennsylvania (VS) hebben een iets andere aanpak: ze gebruiken ‘gereactiveerde’ afweercellen als postbodes die kankermedicijnen moeten afleveren bij het kankerweefsel. Daardoor zouden gezonde cellen gespaard worden. In een petrischaaltje werkte het.
Lees verder

Het lukt al een beetje, kunstcellen maken

Het lijkt er op dat onderzoekers er steeds beter in slagen cellen te maken die op echte cellen lijken. Die namaakcellen zouden dan allerlei klusjes in het lijf kunnen doen zoals het afleveren van medicinale stoffen of dienstdoen als sensoren. De onderzoekers gebruikten enzymen om de kunstcellen te laten bewegen als echte. Lees verder

Nanodraden van eiwitten en DNA

DNA/eiwit-draden

DNA/eiwit-draden vormen zich spontaan door zelfassemblage (afb: Caltech)

DNA is niet alleen het gigamolecuul dat ons erfgoed ‘draagt’, maar dit kernzuur wordt ook steeds vaker gebruikt als bouwma-teriaal voor, bijvoorbeeld, ‘drugskoeriers’, bodes die medicijnen of iets dergelijks in cellen moeten afleveren. Daarbij is het een voordeel dat DNA voor het lichaam onverdacht is. Dergelijke DNA-constructen worden wel al op enige schaal gesynthetiseerd, maar het schijnt tot nu toe dat het dan om bouwsels ging van of eiwitten of (stukken) DNA. Onderzoekers van Caltech in de VS zeggen nu voor het eerst een construct te hebben gemaakt van eiwitten én DNA en kanker(bestrijding) komt meteen weer om de hoek kijken. Lees verder

Machines bouwen met DNA

DNA-scharnier

Het DNA-scharnier blijkt ook echt te werken. Links een beeldje uit de TEM-video (afb: OSU)

Onderzoekers van de universiteit van Ohio hebben met behulp van natuurlijke en synthetische stukjes DNA nanomachientjes gebouwd die ook echt schijnen te werken. “De natuur maakt gebruik van ontzettend ingewikkelde moleculaire machines op nanoschaal en een belangrijk doel van de bionanotechnologie is de functie daarvan na te bouwen”, zegt onderzoeker Carlos Castro, een werktuigbouwkundige en ruimtevaartingenieur. Hij en zijn medeonderzoekers namen de klassieke werktuigbouw als inspiratiebron. Lees verder