Kankertherapie Nanorobots bestrijden kanker

Onderzoekers ontwikkelen nanorobots voor de behandeling van kanker

17.02.2012

Wetenschappers van de Harvard University in Boston (VS) hebben een nanorobot ontwikkeld die kanker in de toekomst zal helpen bestrijden. De kleine, gevouwen DNA-robot is 2000 keer dunner dan een mensenhaar en kan nog steeds specifiek worden geprogrammeerd voor specifieke functies.

De DNA-nanorobot kan zich specifiek richten op kankercellen en hun gecontroleerde celdood initiëren. Zoals de wetenschappers van het Hansjorg Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering aan de Harvard University in de huidige uitgave van het tijdschrift „wetenschap“ Tot op heden is de nanorobot exclusief getest in celculturen, maar met overtuigend succes. De onderzoekers zijn erin geslaagd hun laboratoriumexperimenten te doen met behulp van de nanorobot die de geprogrammeerde zelfvernietiging van leukemie en lymfoomcellen teweegbrengt.

Nanorobots gemodelleerd naar het menselijke immuunsysteem
De nanorobot van de Amerikaanse wetenschappers is gemodelleerd naar het eigen immuunsysteem van het lichaam en bestaat uit gevouwen DNA. De nano-robot heeft de vorm van een zeshoekige kooi, maar dan in een ongelooflijk kleine versie. Slechts 45 nanometer (miljoensten van een millimeter) lang en 35 nanometer dik is de nanorobot, die ongeveer 2000 keer dunner is dan een mensenhaar. Om het genetische materiaal te verwerken, gebruikten de Amerikaanse wetenschappers de zogenaamde methode van DNA-origami. Met behulp van de speciale procedure werden de twee helften van de robot gevouwen en vervolgens samengevoegd met aangepaste staven. Op het oppervlak heeft de nanorobot speciale receptoren die het mogelijk maken om - vergelijkbaar met de witte bloedcellen - aan te brengen op specifieke cellen. De onderzoekers kunnen de doelcellen van de nanorobots bepalen door zijn constructie. In de laboratoriumexperimenten was de robot dus in staat bepaalde kankercellen te herkennen en aan te leggen (leukemie of lymfoomcellen). Wanneer gekoppeld aan de kankercellen, zal de structuur van de nanorobot veranderen, waardoor de nanocage wordt geopend en de aanwezige medicijnen vrijkomen.

Nanorobot triggert geprogrammeerde celdood van kankercellen
Theoretisch kan een breed scala aan actieve ingrediënten worden getransporteerd in de kleine kooi. De Amerikaanse onderzoekers onder leiding van onderzoeker Shawn Douglas van Harvard University vulden hun experimenten in met de ladingruimte van de nanorobot met, naast andere moleculaire boodschappers die de geprogrammeerde celdood van kankercellen veroorzaken. In het geval van kankercellen is dit zelfvernietigingsprogramma van de cellen meestal verstoord, waardoor een efficiënte controle door het immuunsysteem wordt voorkomen. De moleculaire boodschapper werd met behulp van de nanorobot rechtstreeks naar de kankercellen getransporteerd en kon hier zijn volledige effect ontwikkelen. Hoewel de boodschapper moest worden aangepast aan het betreffende type kanker, maar toen in de laboratoriumexperimenten, de succesvolle zelfvernietiging van leukemische en lymfoomcellen werd waargenomen, rapporteren de Amerikaanse onderzoekers. De procedure kan ook worden toegepast op andere cellen, waarbij heel verschillende acties specifiek in de gewenste celtypes kunnen worden geactiveerd, legde Shawn Douglas en collega's uit. In principe kan volgens de Amerikaanse wetenschappers een op maat gemaakte versie van de nanorobot worden ontwikkeld voor elke doelcel in het organisme.

Verder onderzoek naar het gebruik van nanorobots is vereist
In een volgende onderzoeksfase willen de Amerikaanse wetenschappers hun nanobot in het levende organisme testen. Studies voor gebruik bij proefdieren zijn momenteel in voorbereiding, aldus Shawn Douglas. De onderzoekers gaan hier echter van uit „waarschijnlijk een verbeterd ontwerp“ is verplicht, „om stabiele circulatie en functie in de bloedbaan te garanderen.“ Bovendien is de productie van de robot gemaakt van gevouwen DNA veel te duur. Dat zou ook moeten „de productiekosten van het apparaat“ nog steeds aanzienlijk zinken voordat kan worden nagedacht over een breder therapeutisch gebruik. Het onderzoek op het gebied van nanodragers voor het gerichte gebruik van werkzame stoffen tegen bepaalde cellen is momenteel echter ook volop aan de gang bij andere onderzoeksfaciliteiten, zodat in de nabije toekomst mogelijk nog meer resultaten kunnen worden verwacht. (Fp)

Lees verder:
Vasten zorgt ervoor dat kankertumoren krimpen
Natuurgeneeswijze wordt ook gebruikt bij kanker
Kanker door hormoonoverdracht bij kunstmatige inseminatie
Borstkanker: Goede zorg in borstcentra
Gecamoufleerde nanodeeltjes tegen kanker

Afbeelding: med2help