Maßgeschneiderte Wirkstoffe aus DNA-Nanopartikeln |
Maßgeschneiderte Medikamente aus DNA-Nanopartikeln: Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der TU Darmstadt haben gezeigt, dass eine neue Klasse synthetischer Wirkstoffe sich gezielt auf die Schwachstellen eines Krankheitserregers hin ausrichten lässt und diesen wirkungsvoll zerstört.
Am Fachbereich Biologie der TU Darmstadt wird seit langem intensiv
an innovativen Methoden geforscht, mit denen sich neue Therapeutika zur
Bekämpfung von Infektionskrankheiten herstellen lassen. Die große
Bedeutung dieser Disziplin ist während der SARS-CoV2-Pandemie erneut
mehr als deutlich geworden. Der Arbeitskreis von Professor H. Ulrich
Göringer am Fachgebiet Molekulare Genetik hat nun eine neue Publikation
auf diesem Forschungsgebiet vorgelegt. Im Aufsatz „Core-Shell
DNA-Cholesterol Nanoparticles Exert Lysosomolytic Activity in African
Trypanosomes“ berichten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler
über einen innovativen Ansatz zum Design synthetischer Wirkstoffe, die
gezielt gegen die Schwachstellen eines Krankheitserregers ausgerichtet
werden können.
Es handelt sich dabei um Nanopartikel, also
Teilchen mit einer Größe von wenigen Nanometern, in denen ein Kern aus
Membranlipiden von einer Hülle aus DNA-Molekülen umgeben ist. Während
die Lipidmoleküle eine generelle, membranzerstörende Wirkung auf den
Krankheitserreger ausüben, kann die DNA-Hülle so „programmiert“ werden,
dass ein zweites biochemisches Ziel (target) des Krankheitserregers
attackiert wird. Gegen die im tropischen Afrika vorkommenden
Schlafkrankheit konstruierten die Autorinnen und Autoren ein derartiges
DNA-Lipid-Nanopartikel quasi am Reißbrett, synthetisierten es und
zeigten, wie es den infektiösen Parasiten zielgerichtet im Laufe weniger
Stunden zerstört. Die Nanopartikel entfalten ihre Toxizität gegenüber
dem Schlafkrankheitserreger bereits in sehr kleiner Menge, nämlich in
einem Konzentrationsbereich, der eine Größenordnung unterhalb der
wirksamen Konzentration bereits bekannter Wirkstoffe liegt. Die vom
Arbeitskreis synthetisierten Partikel bestehen aus kurzen DNA- und
Cholesterol-Molekülen – beides biogene, also in der Natur vorkommende,
ungiftige (atoxische) Verbindungen.
Das hier vorgestellte Design
der DNA-Nanopartikel lässt sich auch auf andere Infektionskrankheiten
anpassen. Die Technologie könnte so zur Grundlage für eine Anwendung in
der Pharmaindustrie werden. Das Forschungsprojekt wendet konsequent
synthetisch-biologische Prinzipien des Wirkstoffdesigns an und reiht
sich damit in den Forschungsschwerpunkt des Centre for Synthetic Biology
an der TU Darmstadt ein. Die Arbeit der Erstautoren Dr. Robert Knieß
und Dr. Matthias Leeder erschien im Fachjournal ChemBioChem
(https://doi.org/10.1002/cbic.202200410) und enthält unter anderem auch
Ergebnisse der Bachelorstudierenden Paul Reißig und Felix Geyer an der
TU Darmstadt. Das Projekt wurde durch die Dr. Illing-Stiftung für
Makromolekulare Chemie gefördert.
Den Artikel finden Sie unter:
https://www.tu-darmstadt.de/universitaet/aktuelles_meldungen/einzelansicht_383040.de.jsp
Quelle: Technische Universität Darmstadt (09/2022)
Publikation: https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cbic.202200410 |