Je leest:

Slotmolecuul werkt op licht

Slotmolecuul werkt op licht

Auteur: | 1 april 2009

Een nieuw molecuul dat zich opent en sluit onder invloed van licht is een belofte voor de behandeling van tumoren en het afgeven van medicijnen. Onder invloed van zichtbaar licht krijgt het molecuul een slotwerking. Met behulp van UV-licht wordt de gesloten vorm weer opgelost. Het is nog onbekend of het gebruik van licht schade aanricht in gezonde delen van het lichaam.

Tumoren sterven af en medicijnen hebben geen nare bijwerkingen meer. Dat is de belofte van een nieuw molecuul dat zich opent of sluit onder invloed van licht. Onderzoekers van de Amerikaanse universiteit van Florida ontwikkelden dit slotmolecuul. Het slot kan in de toekomst door artsen worden ingezet om de bloedtoevoer naar tumoren af te snijden of medicijnen pas los te laten op de plaats van bestemming.

Actief DNA

Het idee achter de hele studie is dat je lichtdeeltjes kunt gebruiken om de functie van moleculen te veranderen. Het slotmolecuul bestaat uit drie losse onderdelen. Een enkelstrengs actief stukje DNA onderdrukt de werking van het enzym thrombine, dat normaal gesproken bloed laat stollen. Het slot bevat ook een stukje DNA dat precies past op het actieve stukje. Aan dit complementaire DNA zitten moleculen die gevoelig zijn voor licht. Het derde onderdeel van het slot is een link die beide DNA stukjes met elkaar verbindt.

De werking van het slotmolecuul is weergegeven in deze figuur. Links de open vorm waarbij een enkelstrengs actief stukje DNA (groen) bindt aan het enzym thrombine (paars). Het bloed kan nu niet stollen. Onder invloed van zichtbaar licht treedt het slot in werking (rechts). Het actieve stukje DNA (groen) bindt aan zijn complementaire partner (oranje). Het enzym thrombine (paars) kan binden aan een substraat (rood) en het bloed stolt. Afbeelding: Kim e.a. Klik op de afbeelding voor een grotere versie

Zonder invloed van licht koppelt het actieve stukje DNA aan thrombine. Dit maakt het enzym inactief en daardoor kan bloed niet stollen. Door zichtbaar licht op het molecuul te schijnen, treedt het slot in werking. Het actieve stukje DNA bindt nu aan zijn complementaire partner en het enzym thrombine is vrij om bloed te laten stollen. Ultraviolet licht lost deze gesloten vorm weer op, waardoor het slotmolecuul terugkeert naar zijn natuurlijke staat waarin bloed niet kan stollen.

Tumoren en medicijnen

Tumoren hebben voedingsstoffen nodig om te groeien. Zij ontvangen hun voedsel via kleine bloedvaten die in het lichaam speciaal voor de tumor aangelegd worden. Het slotmolecuul gaat de formatie van deze bloedvaten tegen door het bloed te laten stollen. Met behulp van endoscopische lichtjes in het lichaam van een patiënt kunnen artsen de slotwerking van het molecuul activeren, waardoor het bloed stolt.

In het proces van angiogenese trekken tumoren met behulp van signaalmoleculen bloedvaten naar zich toe. Op die manier wordt de tumor voorzien van voedingsstoffen en kan deze groeien. Met behulp van het slotmolecuul kan dit proces worden tegen gegaan. Door het slot op de juiste plaats te activeren, stolt het bloed en kan het bloedvat niet verder groeien in de richting van de tumor.

Het slotmolecuul heeft niet alleen een werking in combinatie met enzym thrombine, maar kan wellicht ook binden aan verschillende medicijnen. Op die manier krijgen artsen de mogelijkheid om medicijnen alleen los te laten in de buurt van zieke cellen, weefsels of organen. Een slotmolecuul die deze functie ook echt uitvoert, is nog niet ontwikkeld. Bovendien is er nog een algemeen probleem met het gebruik van lichtgevoelige moleculen in het menselijk lichaam. Het is namelijk nog niet duidelijk of het gebruik van UV- of zichtbaar licht schade aanricht in gezonde delen van het lichaam.

Bronnen

Use of photons to manipulate enzyme inhibition by an azobenzene-modified nucleic acid probe (Youngmi Kim e.a.), PNAS, maart 2009

Zie ook:

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 01 april 2009

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.