DNA-origami gaat langer mee in de bloedbaan als je het coat met een lipide bilaag. Dan heeft het immuunsysteem namelijk niets in de gaten, schrijven onderzoekers van het Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering in ACS Nano.

De persdienst van het instituut, dat onderdeel uitmaakt van Harvard, heeft er meteen maar een ‘cloaking nanodevice’ van gemaakt.

Dat origami ontstaat uit een mix van zorgvuldig samengestelde DNA-strengen, die op een bepaalde manier allemaal op elkaar passen. Alle stukjes samen vormen daarbij vanzelf een driedimensionaal skelet van dubbele helixen. Een paar jaar geleden was het avantgarde maar nmiddels bestaat er software die voor elke gewenste vorm de juiste DNA-sequenties genereert waarna je die bij een commercieel assemblagebedrijf kunt laten maken.

Vanaf het begin lag het voor de hand om op deze manier geneesmiddelverpakkingen of zelfs medische nanorobotjes te maken. Probleem is alleen dat los DNA van nature niet thuishoort in het bloed en dat het menselijk immuunsysteem het dus heel snel afbreekt.

De oplossing komt van bepaalde virussen. Die hullen zichzelf in een lipide bilaag, die sterk lijkt op een celmembraan en door het immuunsysteem als het ware wordt vertrouwd.

Synthetisch bioloog William Shih wist dat te imiteren door een stuk DNA-origami te maken (in de vorm van een octaëder, maar dat doet er voor het verhaal niet toe) met een aantal enkelstrengs uitsteeksels die zich tijdens de origami-assemblage nergens aan hechten. Achteraf paar je die met losse complementaire strengetjes waar lipiden aan hangen. Voeg je daarna losse lipiden toe, dan krijg je een tweede zelfassemblageronde waarbij vanzelf een lipide bilaag ontstaat die strak om het origami heen zit. De diameter van het geheel was 70 tot 80 nanometer.

Shih vulde gecoate en ongecoate nanobolletjes met fluorescente markers, injecteerde ze in muizen en keek wat er gebeurde. De ongecoate bolletjes werden zo snel afgebroken dat alleen de blaas nog fluoresceerde tegen de tijd dat de muizen onder de scanner lagen. De gecoate bolletjes lieten de hele muis licht geven; de halfwaardetijd was een uur of vier.

Het lijkt er dus op dat therapeutische DNA-botjes eindelijk een kans maken op praktische toepasbaarheid, al moet er nog heel veel gebeuren voor ze klaar zijn voor de klinische testfase.

bron: Wyss Institute, C&EN

Onderwerpen