Gefaseerde medicijnafgifte met uitgekiende DNA-fragmentjes die als keten én sleutel dienst doen (afb: TUM)

Het toedienen van medicijnen is nog erg primitief. We slikken, meestal, een pilletje dat een werkzaam bestanddeel bevat dat een of ander ongemak teniet moet doen.  Dan hopen we dat er voldoende van dat werkzame bestanddeel op de juiste plek terechtkomt om heilzaam te zijn. Al jaren wordt er geëxperimenteerd met gerichte medicijnafgifte waarbij de werkzame stof pas wordt ‘losgelaten’ op de juiste plek. Daarbij wordt nogal eens DNA als ‘verpakkingsmateriaal gebruikt. Nu hebben onderzoekers van de technische universiteit van München een combinatie van hydrogel en kunstmatig DNA gebruikt met drie actieve bestanddelen die volgens een bepaald tijdschema aan het werk gaan: gefaseerde medicijnafgifte. Voorlopig alleen nog maar met metaal- en roestdeeltjes.
Het schijnt steeds meer voor te komen dat patiënten met verschillende medicijnen behandeld worden die ze dan met een bepaalde regelmaat moeten innemen. Oliver Lieleg an Ceren Kimna van de TU- München hebben nu een methode ontwikkeld waarbij de medicijnen met vooringestelde tussenpozen in/op het lichaam vrijkomen om hun heilzame werk te verrichten. Lieleg: “Na een chirurgische ingreep zou je een zalf kunnen aanbrengen om eerste de pijn te verlichten, waarna dan ontstekingsremmers aan de slag gaan en een medicijn om zwellingen te voorkomen.”
“Zalven of crèmes die de werkzame bestanddelen met een tijdvertraging afleveren zijn niet nieuw”, zegt de onderzoeker. Er is met de huidige systemen alleen geen garantie dat dat inderdaad ook altijd gebeurt. Lieleg en Kimna mengden deeltjes van zilver, ijzeroxide (roest) en goud met een geleiachtige substantie die veel water bevat (de hydrogel) om het idee dat ze hadden uit te proberen. Die deeltjes vertonen hetzelfde beweeggedrag als de medicijnen die echte werk moeten doen, maar zijn gemakkelijker en goedkoper te maken.
Het speciale aan hun idee is om DNA te gebruiken, DNA dat uit het lab komt. DNA is natuurlijk drager van informatie voor levende organismen maar is ook als bouw- en verpakkingsmateriaal te gebruiken met bijzondere regelmogelijkheden en heel nauwkeurig te vormgeven.
De zilverdeeltjes werden het eerst ‘gelost’ in de opzet van de onderzoekers. Die deeltjes werden bij elkaar gehouden door stukjes DNA die op basis van een speciaal programma waren ontworpen. Die zilverdeeltjeswolk was zo groot dat die zich niet in de hydrogel kon bewegen. Als er een zoutoplossing werd toegevoegd dan kwamen de zilverdeeltjes los van hun DNA-ketens en konden ze aan de slag gaan (waren het medicijnen geweest). Kimna: “Omdat de zoutoplossing ongeveer dezelfde zoutheid heeft als het lichaam konden we de omstandigheden nabootsen waarbij de werkzame bestanddelen pas werden gelost als dat nodig was.”

Cascade

Het ijzeroxide werd werd gefixeerd door twee verschillende DNA-fragmenten. Het eerste fragment bond aan het roestdeeltje, het tweede aan het onbezette eind van het eerste fragment. Die reageerden niet op de zoutoplossing. De ijzerdeeltjes kwamen pas vrij als de zilverdeeltjes waren verdwenen uit de hydrogel. Het DNA dat met de zilverdeeltjes verbonden was bevrijdde het ijzeroxide van zijn DNA-ketens, waardoor weer DNA-fragmenten vrijkwamen die de sleutel vormen van het DNA-fragment waarmee de gouddeeltjes zijn verbonden. In feite hebben de onderzoekers een gestuurde opeenvolging van gebeurtenissen mee gemaakt, een cascade.
Voorlopig hebben de onderzoekers alleen nog maar het principe getoetst. Nu zullen ze moeten bewijzen dat het idee ook werkt met echte geneesmiddelen en ik vraag me of die cascade dan ook zo soepel zal verlopen. Lieleg heeft er kennelijk alle vertrouwen in en stelt dat hun benadering niet alleen voor zalven zal werken maar ook ook voor pillen, waarbij dan de diverse ingrediënten gefaseerd worden gelost afhankelijk van een speciale omstandigheid op de plaats des onheils (een bepaalde zuurgraad, bijvoorbeeld, of calciumconcentratie; ik noem maar wat). We wachten het af.

Bron: Science Daily