药物经常有不良的副作用。原因之一是它们不仅到达其预期的不健康细胞，而且还到达健康细胞并对其产生影响。慕尼黑工业大学(TUM)的研究人员与斯德哥尔摩KTH皇家技术学院合作开发了稳定的药物纳米载体。一种特殊的机制可确保药物仅在患病的细胞中释放。
人体由数十亿个细胞组成。在癌症的情况下，其中一些细胞的基因组会发生病理变化，从而使细胞以不受控制的方式分裂。在受影响的细胞中也发现了病毒感染的原因。例如，在化学疗法期间，药物被用来破坏这些细胞。然而，该疗法影响了整个身体，也损害了健康细胞，并导致了有时非常严重的副作用。
由生物力学教授，慕尼黑大学生物工程学院成员奥利弗·里格(Oliver Lieleg)教授和KTH的托马斯·克鲁兹耶(Thomas Crouzier)教授带领的一组研究人员开发了一种转运系统，该系统仅在受影响的细胞中释放药物的活性成分。Lieleg解释说：“药物载体被所有细胞接受。”“但是只有患病的细胞才应该能够触发活性剂的释放。”
合成DNA使药物载体保持封闭
科学家现在已经表明，该机制在基于细胞培养物的肿瘤模型系统中起作用。首先，他们包装了有效成分。为此，他们使用了所谓的粘蛋白，粘蛋白的主要成分，例如在口腔，胃和肠的粘膜上。粘蛋白由糖分子对接的蛋白质背景组成。Lieleg说：“由于粘蛋白天然存在于体内，因此打开的粘蛋白颗粒随后可被细胞分解。”
包装的另一个重要部分也天然存在于体内：脱氧核糖核酸(DNA)，是我们遗传信息的载体。研究人员合成了具有所需性质的DNA结构，并将这些结构化学结合到粘蛋白上。如果现在将甘油添加到含有粘蛋白DNA分子和活性成分的溶液中，则粘蛋白的溶解度降低，它们会折叠并包围活性剂。DNA链彼此结合，从而稳定了结构，因此粘蛋白无法自身解开。
钥匙锁
DNA稳定的颗粒只能通过正确的“钥匙”打开，以便再次释放封装的活性剂分子。研究人员在这里使用所谓的microRNA分子。RNA或核糖核酸的结构与DNA极为相似，在人体蛋白质合成中起着重要作用。它也可以调节其他细胞过程。
该研究的主要作者塞伦·金纳(Ceren Kimna)解释说：“癌细胞包含其结构精确的microRNA链。”“为了将它们用作钥匙，我们通过精心设计可稳定药物载体颗粒的合成DNA链相应地修改了锁。”DNA链的结构方式使microRNA可以与它们结合，结果破坏了稳定结构的现有键。颗粒中的合成DNA链也可以适应与其他疾病(例如糖尿病或肝炎)一起出现的microRNA结构。