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?).
Cellen reageren op prikkels, vaak chemische, soms elektrische. Cellen bouwen die de complexiteit hebben van natuurlijke cellen is wetenschappers voorlopig nog niet gegeven, dus zijn de pogingen in die richting ook een stuk eenvoudiger uitgerust.
Onderzoekers van het ICL zouden, voor het eerst, synthetische cellen hebben gemaakt die gestuurd worden door wat de onderzoekers aanduiden met signaalroute. Ze maakten cellen die reageren op calciumionen door te gaan fluoresceren. Erg nuttig is dat niet maar het lijkt het begin van een (mogelijk) veelbelovend pad.
“Deze systemen kunnen worden ontwikkeld voor het hele biotechnologieveld”, zegt onderzoeker James Hindley. “We kunnen, bijvoorbeeld, synthetische cellen maken die kankersignalen opsporen en een medicijn aanmaken in het lichaam of cellen die gevaarlijke metalen opsporen en die verwijderen.”
De kunstcellen van de ICL-onderzoekers bevatten ook ‘orgaantjes’, vesikels. De cellen zijn omgeven door een membraan met poriën waardoor de calciumionen de cel binnenkomen. In de cel activeren die ionen enzymen waardoor deeltjes uit de vesikles (eigenlijk vaartuigjes) oplichten.

Simpeler

Zoals gezegd is de cel een geweldig complex geheel en Hindley c.s. hebben ook geen poging gedaan die na te bouwen. “Die chemische signaalroutes zijn geweldig ingewikkeld en moeilijk na te maken. In plaats daarvan hebben we een soort ‘ingekorte’ versie gemaakt van zo’n signaalroute met elementen van verschillende natuurlijke systemen die efficiënter is en dezelfde resultaten geeft.”
De kunstcel is ook eenvoudiger doordat die geen rekening hoeft te houden met allerlei zaken waar een natuurlijke cel wel mee te maken heeft, zoals het onschadelijk maken van giftige bijproducten en verder nog een lange lijst van functies die voor het overleven van een natuurlijke cel onontbeerlijk zijn. Verder hebben de onderzoekers veel uit de natuur ‘gepikt’. Zo komt een van de gebruikte enzymen uit bijengif.

Volgens de onderzoekers is de kracht van de synthetische cellen dat ze chemische reacties kunnen opwekken. Elementen uit de scheikunde en de nanotechnologie kunnen worden geïntegreerd om systemen te bouwen en signaalroutes te creëren die in natuurlijke systemen moeilijk te verwezenlijken zijn, stellen de onderzoekers (hoopvol). Hindleys hoogleraar Oscar Ces ziet het allemaal wel zitten. “Ons bouwsysteem is simpel op te zetten en kan gebruikt worden om allerlei nieuwe combinaties van elementen mee te testen.” Zie het maar als een legodoos (denk ik dan), maar wees voorzichtig met de blokjes…

Bron: Alpha Galileo