Geneesmiddelen die meeliften op DNA-strengen, 20.000 keer kleiner dan een mensenhaar, het is een nieuwe methode, die efficiënter werkt én voor minder bijwerkingen zorgt.
Voor sommige ziektes, zoals kanker, zijn er allerlei behandelingen, maar helaas bereiken de medicijnen soms niet goed genoeg de juiste plek en zijn er zware bijwerkingen met soms permanente schade elders in het lichaam, waar de geneesmiddelen helemaal niet hoeven zijn. Een innovatieve techniek, waarbij medicijnen via zogenaamde ‘nanotransporters’ naar de plek van bestemming worden gebracht, laat chemisch geprogrammeerde, microscopisch kleine medicijntransporteurs als een soort taxichauffeurs door het lichaam bewegen.
Suboptimaal
Bij de meeste vormen van medicatie wordt het hele lichaam blootgesteld aan het middel, terwijl het slechts voor een bepaald orgaan of een bepaalde tumor bedoeld is. Wanneer een patiënt zelf verantwoordelijk is voor het meerdaags regelmatig innemen van medicijnen, gaat het ook nog wel eens mis. Mensen vergeten een pil, nemen ze niet op de juiste manier in, of op het verkeerde moment.
Al deze dingen zorgen voor een minder goede werking of soms zelfs resistentie voor geneesmiddelen. Overmatige blootstelling verergert bovendien de bijwerkingen. En ook al wordt de medicatie exact volgens de gebruiksaanwijzing toegediend, dan nog varieert de geneesmiddelconcentratie in het bloed van de patiënt aanzienlijk. Om een optimale concentratie van medicijnen te leveren – en ook nog eens alleen op de plek waar het nodig is – zijn nanotransporters een veel efficiënter en gezonder alternatief in vergelijking met de huidige methoden.
Meeliften op nanoschaal
Een team van de Canadese Université de Montréal heeft een nieuwe klasse van extreem kleine medicijntransporteurs ontworpen en met succes getest op muizen. Ze hebben de nanotechnologie op basis van DNA gebruikt om een malaria- en een bloedkankermedicijn te transporteren. Nanotechnologie-expert Alexis Vallée-Bélisle legt uit: “We hebben ontdekt dat levende organismen transporteiwitten gebruiken die zijn geprogrammeerd om de concentratie van belangrijke moleculen, zoals schildklierhormonen, in het bloed nauwgezet op peil te houden. Aan de sterkte van de koppeling tussen het transporteiwit en het molecuul dat meelift, kun je exact afmeten hoe geconcentreerd de stof hoort te zijn.” Dit eenvoudige idee bracht het onderzoeksteam ertoe om kunstmatige transportmiddelen voor medicijnen te ontwikkelen op nanoschaal en zo het natuurlijke proces na te bootsen.
Om een boodschap sturen
Ze ontwikkelden twee DNA-transporters: een voor het antimalariamiddel kinine en een voor doxorubicine, een veelgebruikt medicijn voor de behandeling van borstkanker en leukemie. Ze toonden vervolgens aan dat deze transporteiwitten gemakkelijk kunnen worden geprogrammeerd om elke specifieke concentratie van het medicijn aan zich te binden of af te geven.
“We ontdekten dat we deze nanotransporters ook konden gebruiken als medicijnreservoir. Zo lukte het ons om de werking van de medicatie te verlengen en de dosering tijdens de behandeling te minimaliseren”, vertelt een van de onderzoekers. “Een ander indrukwekkend kenmerk van deze nanotransporters is dat ze naar specifieke delen van het lichaam kunnen worden gestuurd. Je stuurt de eiwittransporters als het ware om een boodschap en laat het medicijn meeliften naar de plek waar dit het meest nodig is. Deze werkwijze vermindert de bijwerkingen waarschijnlijk enorm.”
Veel minder bijwerkingen
De medicijntransporter waarop het leukemiemedicijn doxorubicine meelift, heeft het team zo kunnen programmeren dat het alleen in het bloed blijft circuleren en belangrijke organen zoals het hart, de longen en de alvleesklier nauwelijks bereikt. De doxorubicine bleef maar liefst achttien keer langer in het bloed en de toxiciteit in het hart daalde gigantisch. De muizen die aan dit medicijn waren blootgesteld, zagen er gezonder uit en aten beter.
Veelzijdig
“Een andere geweldige eigenschap van onze nanotransporters is hun grote veelzijdigheid”, zegt Vallée-Bélisle. “Voorlopig hebben we de werking voor twee verschillende medicijnen aangetoond. Maar dankzij de hoge programmeerbaarheid van DNA en eiwitten, kunnen we allemaal verschillende soorten transporteiwitten ontwerpen om een breed scala aan therapeutische moleculen op een specifieke plek van bestemming in het menselijk lichaam af te kunnen leveren. Bovendien kunnen deze nanotransporters worden gecombineerd met kunstmatig transport via liposomen om de snelheid van afgifte van de medicatie nog nauwkeuriger in te stellen.”
