Onderzoekers bedenken genetisch gecodeerde DNA-origami voor gerichte en nauwkeurige gentherapie in vivo

Als genetische informatiedragers zijn nucleïnezuurmoleculen ontwikkeld als gentherapeutische geneesmiddelen. Op basis van complementaire basenparing kan nucleïnezuur niet alleen coderen voor functionele genen, maar ook nauwkeurig zelf-assembleren tot nanostructuren met specifieke afmetingen en vormen. De aangeboren eigenschap (coderend gen) van deze DNA-nanostructuren is echter zelden getoond voor gentherapie.

In een studie gepubliceerd in de Tijdschrift van de American Chemical Societyheeft de groep van Ding Baoquan van het National Center for Nanoscience and Technology (NCNST) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) een genetisch gecodeerde DNA-origami bedacht voor gerichte en nauwkeurige gentherapie in vivo.

“Het belangrijkste ontwerp van de genetisch gecodeerde DNA-origami is gebaseerd op efficiënte zelfassemblage en chemische modificatie van nucleïnezuur”, zegt Wu Xiaohui van NCNST, eerste auteur van het artikel.

De complementaire sense- en antisense-genstrengen kunnen direct worden gevouwen tot twee DNA-origamimonomeren door hun overeenkomstige stapelstrengen. Na hybridisatie vervaardigden de onderzoekers genetisch gecodeerde DNA-origami met nauwkeurig georganiseerde lipiden op het oppervlak voor in-situ lipidengroei.

Na decoratie met de tumor-targeting-groep kan het antitumor-gen (p53) gecodeerde en met lipiden gecoate DNA-origami een uitgesproken opregulatie van het p53-eiwit in tumorcellen opwekken om efficiënte tumortherapie in vivo te bereiken.

“De genen die door deze methode worden gevouwen en afgeleverd, zijn niet beperkt in lengte als virale vectoren, en vanwege de aanwezigheid van DNA-origami-sjablonen zijn er meer opties voor lipidecomponenten, zonder beperkt te worden door de samenstelling en concentratieformule van traditionele liposomen,” zei Ding van NCNST, een van de corresponderende auteurs van het artikel.