Selbstgebaute Viren

Viren sind wahre Experten darin, Erbmaterial in Zellen eines befallenen Organismus einzuschleusen. Für die Gentherapie macht man sich dies zu Nutze: Bei einer Gentherapie werden Gene in Zellen eines Patienten eingefügt, um Erbkrankheiten oder Gendefekte zu behandeln.

Koreanische Forscher haben nun ein künstliches Virus erzeugt. Wie sie in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, konnten sie damit nicht nur Gene, sondern auch Wirkstoffe erfolgreich ins Zellinnere von Krebszellen transportieren.

Natürliche Viren sind zwar ausgesprochen effektiv, Gene für eine Gentherapie in Zellen zu schleusen, haben jedoch den Nachteil, dass sie Immunreaktionen oder auch Krebs auslösen können. Künstliche Viren haben diese Nebenwirkungen nicht, arbeiten dafür aber nicht besonders effektiv. Der Grund liegt darin, dass die Größe und die Form der künstlichen Viren nur sehr schwer zu kontrollieren, aber entscheidend für ihre Effektivität sind. Das Forscherteam um Myongsoo Lee hat nun eine neue Strategie entwickelt, bei der die künstlichen Viren eine definierte Form und Größe beibehalten.

Die Forscher gehen von einer bandartigen Proteinstruktur aus (beta-Faltblatt) als Schablone aus. Die Proteinbänder ordnen sich in einem Selbstorganisationsprozess zu einer definierten faserförmigen Doppelschicht an, die Form und Größe vorgibt. Außen angekuppelt sind „Proteinärmchen“, die kurze RNA-Helices binden und regelrecht einbetten. Ist diese RNA komplementär zu einer bestimmten Gensequenz synthetisiert, kann sie ganz spezifisch das Ablesen dieses Gens blockieren. Diese so genannten Small Interfering RNAs (siRNA) sind Grundlage einer erfolgversprechenden gentherapeutischen Methode.

Glucose-Bausteine auf der Oberfläche der künstlichen Viren sollen die Bindung des künstlichen Virus an Glucose-Transporter auf der Zelloberfläche der Zielzellen verbessern. Diese Transporter kommen bei fast allen Säugerzellen vor. Tumorzellen tragen meist besonders viele der Transporter.

Versuche mit einer menschlichen Krebszelllinie zeigten, dass die künstlichen Viren eine siRNA sehr effektiv einschleusen und das Zielgen blockieren.

Zusätzlich gelang es den Forschern, einen hydrophoben (wasserabweisenden) Farbstoff zu Demonstrationszwecken in das Proteinband der künstlichen Viren einzuschließen. Der Farbstoff wurde bis in den Zellkern der Tumorzellen transportiert. Das ist besonders interessant, weil der Zellkern der Wirkort vieler wichtiger Antitumor-Wirkstoffe ist.

Angewandte Chemie: Presseinfo 20/2008

Autor: Myongsoo Lee, Yonsei University, Seoul (Korea), http://csna.yonsei.ac.kr/professor/index.htm

Angewandte Chemie 2008, 120, No. 24, 4601-4604, doi: 10.1002/ange.200800266

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