Je leest:

Nanotechnologie bestrijdt verouderde cellen

Nanotechnologie bestrijdt verouderde cellen

Auteur: | 12 oktober 2012

Wetenschappers hebben voor het eerst aangetoond dat nanodeeltjes een stof specifiek kunnen afleveren bij cellen die oud en beschadigd zijn. Dat zou mogelijkheden bieden voor het aanpakken van ouderdomsziekten.

De wetenschappers van universiteiten in Valencia en Madrid gingen aan de slag met holle nanodeeltjes van silicium. De holtes in deze deeltjes zijn enkele tientallen nanometers groot en kunnen plek bieden aan een medicijn, of in het kader van dit onderzoek: een kleurstof. Door de holtes af te sluiten met een laag van suikerketens konden de wetenschappers de kleurstof in de nanodeeltjes gevangen houden. Als de suikerlaag vervolgens wordt afgebroken door enzymen in het lichaam, openen de deeltjes zich en komt de inhoud vrij.

Uit silicium kan een honingraat-achtige structuur worden gemaakt. Deze kan dienen als nanodeeltje waarin kleurstoffen of medicijnen worden opgeslagen en vervoerd.
Universiti Teknologi Malaysia

Omdat de benodigde enzymen slechts op specifieke plekken in het lichaam aanwezig zijn, zullen de nanodeeltjes ook alleen op die plekken opengaan en hun inhoud bezorgen. De Spanjaarden toonden aan dat de deeltjes hun lading enkel loosden bij verouderde cellen, omdat deze het enzym bèta-galactosidase in grote mate produceren. Deze selectiviteit voor verouderde cellen denken de wetenschappers uiteindelijk te kunnen inzetten voor het tegengaan van ouderdomsziekten.

Gezonde en verouderde cellen

Ons lichaam bestaat uit biljoenen samenwerkende cellen. Regelmatig komt het voor dat cellen na een groot aantal delingen niet meer goed functioneren. Dat is meestal het gevolg van foutjes die daarbij in het DNA zijn geslopen. Normaal gesproken zijn er in het lichaam mechanismen aan het werk die ervoor zorgen dat dergelijke cellen worden opgeruimd. Als we ouder worden dan werken deze systemen echter minder goed en kunnen verouderde en inactieve cellen ophopen in het lichaam. Weefsels werken daardoor minder goed en dat kan leiden tot ouderdomsziekten als Alzheimer en Parkinson.

Inkleuren van cellen

Het onderzoek begon met het achterhalen of relatief hoge concentraties van bèta-galactosidase ervoor zorgen dat de nanodeeltjes opengaan. Het enzym zou in staat zijn suikerketens in de afsluitende laag af te breken tot monosachariden, waardoor de laag als het ware oplost. Om dat proces te kunnen volgens stopten de onderzoekers Rhodamine-B in de deeltjes; een kleurstof die goed zichtbaar is onder de fluorescentiemicroscoop. Het bleek inderdaad dat bèta-galactosidase een geschikte ‘opener’ was voor deze nanodeeltjes.

Bèta-galactosidase breekt de suikerlaag om de nanodeeltjes af en bevrijdt daarmee de inhoud.
Angewandte Chemie/Agostini et al.

Hierna wilden de onderzoekers het principe testen in aanwezigheid van cellen die het enzym wel of niet produceren. Ze gebruikten daarvoor menselijke kankercellen, die het enzym nauwelijks produceren, en cellen van patiënten die lijden aan het zeldzame Zinsser-Cole-Engman-syndroom. Deze aandoening zorgt voor snel verouderende cellen die grote hoeveelheden bèta-galactosidase aanmaken. De resultaten waren duidelijk: na twee dagen bleek dat alleen de verouderde cellen gekleurd waren.

Een lange, onzekere weg

Tot slot werd de giftigheid van de nanodeeltjes zelf onder de loep genomen. Het zou namelijk niet de eerste keer zijn dat nanodeeltjes voor problemen zorgen. De al dan niet geleegde deeltjes zouden immers zelf ook een interactie met de cellen kunnen aangaan. Maar daarvoor vonden de Spanjaarden geen bewijs. Ze schrijven dat de blootgestelde cellen na twee dagen geen invloed lijken te ondervinden de hoge concentratie nanodeeltjes.

Uiteraard is de volgende stap de experimenten herhalen met echte medicijnen in plaats van kleurstof. Welke medicijnen dat zijn is overigens nog onduidelijk. Maar de wetenschappers denken aan stoffen die verouderde cellen ofwel opruimen ofwel verjongen. “De weg naar werkende therapieën is nog lang en onzeker”, besluiten de onderzoekers het artikel, “maar met dit onderzoek zouden we wel eens wegen kunnen hebben gecreëerd naar het behandelen of vertragen van leeftijdgerelateerde ziekten.”

Bron:

A. Agostini e.a., Targeted Cargo Delivery in Senescent Cells Using Capped Mesoporous Silica Nanoparticles, Angewandte Chemie (15 oktober 2012)

Meer over veroudering op Wetenschap24:

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 12 oktober 2012

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.