Labo Online - Analytic, Labortechnik, Life Sciences
Home> Wirtschaft + Wissenschaft> Archiv>

Nanopartikel-Plattform für Transport von Gentherapeutika in Tumorzelle

TumorbehandlungPlattform für Transport von Gentherapeutika

Die gezielte Veränderung des Genoms (Gen-Editing) eines Tumors ist ein vielversprechendes krebstherapeutisches Verfahren. Ein Wissenschaftler-Team aus China hat nun ein multifunktionales Transportmittel entwickelt, um „Genscheren” zielgenau in den Zellkern und in das Genom von Tumorzellen hineinzubringen. Darüber hinaus bietet die neue Methode zusätzlich den Vorteil der Hyperthermie als Krebstherapie.

sep
sep
sep
sep
Tumorbehandlung: Plattform für Transport von Gentherapeutika

2002 wurde mit CRISPR-Cas9 eine besondere Verteidigungsstrategie von Bakterien gegen Viren entdeckt. Dieses System wurde zu einer der wichtigsten Methoden in der Molekularbiologie und Biomedizin weiterentwickelt. Mit CRISPR-Cas9 können Molekularbiologen ein Gen im eukaryotischen Zellgenom verhältnismäßig einfach verändern, ausschalten oder einfügen.

Ein Schwachpunkt ist jedoch die schiere Größe des Systems. Viren kann man daher nicht als Transportmittel verwenden, um das große, das CRISPR-Cas9-System kodierende Plasmid in die Tumorzellen und dann in den Zellkern zu bringen. Wenfu Zheng und seine Kollegen vom National Center for NanoScience and Technology in Beijing (China) haben nun in Zusammenarbeit mit Forschern aus Japan und China ein multifunktionales Transportmittel aus Lipid-modifizierten Goldnanopartikeln entwickelt. Tests zeigten, dass dieses molekulare Vehikel das CRISPR-Cas9-System effektiv in Tumore bringt und dort freisetzt. In den Tumorzellen wird es durch Laserlicht zersetzt, und die CRISPR-Cas9-Gen-Editing-Maschinerie wird aktiviert. Durch Ausschaltung eines funktionswichtigen Zielgens wurden Tumorzellen in den programmierten Zelltod geführt, und das Wachstum des Tumors wurde gestoppt.

Anzeige

Zwei Funktionen in einer

Goldnanopartikel sind als Trägermaterial für verschiedene biologische Moleküle besonders interessant, weil sie sich leicht modifizieren lassen, stabil sind und mit Laserlicht wechselwirken. Um aus den Goldnanopartikeln ein vielseitiges biologisches Transportmittel zu machen, belegten die Wissenschaftler die Goldnanopartikel zunächst mit Tat-Peptiden. Diese kleinen, positiv geladenen Proteinstücke können die Membran des Zellkerns überwinden. Anschließend verankerten die Forscher das CRISPR-Cas9-Plasmid, in dem unter anderem die RNA für das tumorwichtige Plk-1-Gen kodiert war – dieses Gen wird in der Tumorzelle ausgeschaltet –, nur durch elektrostatische Wechselwirkung mit den Tat-Peptiden. Der Gedanke war, dass die Tat-Peptide das Plasmid quasi „Huckepack” in den Zellkern mitnehmen. Das gesamte Nanopartikel-Transportsystem wurde noch mit einer Lipidformulierung beschichtet, um eine bessere Zellaufnahme zu ermöglichen.

Als Test für den zielgerichteten Transport in die Zelle und das Gen-Editing wurden sowohl Kulturzellen als auch Mäuse mit Tumor mit dem CRISPR-Cas9-Plasmid-Nanogold-Transporter versetzt. Ein Laser setzte die Gen-Editing-Maschinerie frei. „In dieser Studie löste die Bestrahlung mit Licht die Freisetzung des Tat-Peptids von den Gold-Nanopartikeln abhängig von der Zeitdauer und der Intensität des Lasers aus”, erklärten die Autoren. Aber es gebe noch andere Möglichkeiten: Da sich die Goldnanopartikel durch die Bestrahlung aufheizen, könnten sie auch selbst für eine Hyperthermie-Behandlung – gezielte Verbrennung von Krebszellen – verwendet werden. Insgesamt könnte dieser verhältnismäßig einfache Aufbau aus Goldnanopartikeln, Peptiden und Lipiden, die sich zu einem multifunktionalen Transport-/Aktivierungssystem zusammensetzen, als eine vielseitige Plattform für gentherapeutische Verfahren genutzt werden.

Literatur
Thermo-triggered Release of CRISPR-Cas9 System by Lipid-Encapsulated Gold Nanoparticles for Tumor Therapy. Wenfu Zheng. Angewandte Chemie. https://doi.org/10.1002/ange.201708689.

 

Anzeige
Diesen Artikel …
sep
sep
sep
sep
sep

Weitere Beiträge zum Thema

Fibrinsheet mit den darauf befindlichen genetisch modifizierten Stammzellen

Genetisch modifizierte StammzellenWeltpremiere: Junge erhält neue Haut dank Gentherapie

Zum ersten Mal hat ein Behandlungsteam einen Jungen mit großen Hautschäden erfolgreich mit Transplantaten aus genmodifizierten Stammzellen behandelt. Die Stammzellen wurden mittels Hautbiopsie gewonnen und anschließend mit Hilfe retroviraler Vektoren mit dem intakten Gen ausgestattet.

…mehr
Wissenschaftler zeigt Bildschirmdarstellung einer Genomanalyse

Risikoeinschätzung bei der GentherapieKomfortable Software für die Genomanalyse

Ein Werkzeug für die „Genom-Positionen-Analyse für riesige Datensätze“ entwickelt die TH Mittelhessen. 

…mehr
CRISPR-Cas9-Komplex mit DNA (Bild: Merck)

CRISPR-TechnologieMerck will Geneditierung verbessern

Das Darmstädter Wissenschafts- und Technologieunternehmen Merck will mit einer neuen Methode die CRISPR-Technologie verbessern.

…mehr
Effiziente Anwendung von CRISPR/Cas9 bei primären Zellen (Grafik: Robin Graf, MDC).

Genom-EditierungEffiziente CRISPR-Experimente in Mauszellen

Die neue Software „CrispRGold“ erleichtert Forschern die Arbeit mit dem CRISPR-Cas9-System, denn sie findet exakt diejenigen RNA-Sequenzen, die besonders effektiv und präzise sind.

…mehr
Links: EM-Aufnahme der Genfähre mit Hüllproteinen (Pfeile). Rechts: Struktur eines Oberflächenrezeptors (Her2/neu). Bindung der Genfähre im grünen Bereich ermöglicht Membranfusion und Gentransfer. (Quelle: Bender RR et al.: PLOS Pathog. 09. Juni 2016 und PEI)

GentherapieLentivirale Vektoren mit Nipah-Hüllproteinen entwickelt

Gene ausschließlich in die therapierelevanten Zellen des Patienten zu überführen steht im Fokus derzeitiger Forschungsansätze der Gentherapie.

…mehr
Anzeige

Mediadaten 2018

LABO Einkaufsführer

Produktkataloge bei LABO

Produktkataloge zum Blättern


Hier finden Sie aktuelle Blätter-Kataloge von Herstellern aus der Branche. Einfach durchblättern oder gezielt nach Stichwort suchen!

Anzeige

LABO Web-Guide 2016 als E-Paper

LABO Web-Guide 2016

Web-Guide 2016


- Stichwortregister

- Firmenscreenshots

-Interessante Webadressen aus dem Labor

Anzeige

Neue Stellenanzeigen

Jetzt den LABO Newsletter abonnieren

LABO Newsletter abonnieren

Der kostenlose LABO Newsletter informiert Sie wöchentlich über neue Produkte, Lösungen, Technologietrends und Innovationen aus der Branche sowie Unternehmensnachrichten und Personalmeldungen.

LABO bei Facebook und Twitter