Angewandte Chemie

Cover image for Vol. 127 Issue 27

Chefredakteur: Peter Gölitz, Stellvertreter: Neville Compton, Haymo Ross

Online ISSN: 1521-3757

Associated Title(s): Angewandte Chemie International Edition, Chemistry - A European Journal, Chemistry – An Asian Journal, ChemistryOpen, ChemPlusChem, Zeitschrift für Chemie


Den vollständigen Artikel und die Anschrift des Autors finden Sie in Angew. Chem 2000, 112 (22), 4207 - 4211

Die richtige Verpackung macht's

Tone als Genfähren

Nicht immer lassen sich Biomoleküle, etwa pharmakologische Wirkstoffe, so ohne weiteres in Zielzellen einschleusen. Insbesondere ist das Einbringen von DNS, Voraussetzung etwa für eine Gentherapie, eine diffizile Angelegenheit. Nur in der richtigen "Verpackung" gelingt es. Bei der klassischen Methode, DNS zu verpacken, dienen Viren als "Genfähren".

Erstaunlicherweise hat sich nun auch eine anorganische Verbindung als "Genfähren" qualifiziert: Koreanische Forscher konnten beweisen, dass winzige Partikel anionischer Tone aus Magnesium-Aluminium-Hydroxiden ebenfalls als "Genfähren" für Biomoleküle geeignet sind.

Die Tone, so genannte Schichtdoppelhydroxide, sind schichtartig aufgebaut, so dass zwischen zwei Schichten jeweils ein Zwischenraum ensteht. Diese Gänge sind mit negativ geladenen Ionen gefüllt, welche durch negativ geladene Biomoleküle, etwa DNS, ersetzt werden können. Dabei passt sich der Abstand der beiden Schichten der Größe der jeweiligen eingelagerten Biomoleküle an.

Viele negativ geladene Biomoleküle werden nur schlecht von Zellen aufgenommen, da sie von negativen Ladungen der Zellmembran abgestoßen werden. Durch die Verpackung werden die Ladungen abgeschirmt und so die Abstoßung zwischen Biomolekül und Zellmembran aufgehoben. Die beladene Genfähre kann von der Zelle aufgenommen werden. Innerhalb der Zelle gelangt sie zunächst in spezielle Zellorganellen, die Lysosomen. In deren saurem Milieu löst sich die Genfähre auf und gibt den Inhalt des Päckchens wieder frei.

Anhand von Experimenten mit "eingepackten" fluoreszierenden Molekülen konnten Jin-Ho Choy und sein Team zeigen, dass die anorganischen Doppelschichten tatsächlich als Transporthilfen den Weg in Zellen ebnen. Ohne Verpackung wurde dagegen keine Fluoreszenz in die Zellen transportiert.

Darüber hinaus wurde der Beweis erbracht, dass auch funktionelle Biomoleküle an ihre Wirkungsstätte gelotst werden können. Dazu wurde eine Oligonucleotid-Sequenz, die ein bestimmtes Gen einer Blutkrebszelllinie hemmt, in die Ton-Doppelschicht eingepackt. Blutkrebszellen, die mit den beladenen Schichten behandelt wurden, zeigten eine deutliche Wachstumshemmung. Das unverpackte Oligonucleotid hatte dagegen keinen Effekt. Erst die Verpackung macht offensichtlich möglich, dass der Wirkstoff in die Zellen gelangt und das Ablesen des Genes verhindert.

SEARCH

SEARCH BY CITATION