q&more
Meine Merkliste
my.chemie.de  
Login  

News

Vervielfältigung und Bildgebung von Mikro-RNA als Biomarker für Tumore

Krebs-Diagnostik

© Wiley-VCH

18.03.2020: Ein guter Indikator für Funktionsstörungen in lebenden Zellen ist die Veränderung in der RNA-Expression, und die sogenannte Micro-RNA (miRNA) gilt als spezifischer Biomarker für karzinogene Zellen. Einem Team von Wissenschaftlern aus China ist es gelungen, miRNA in lebenden Tumorzellen für die biologische Bildgebung zu vervielfältigen. Wie sie in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, stützt sich ihr miRNA-Testsystem auf einem robusten zellulären autokatalytischen Biokreislauf, der durch synthetische DNA und Nanopartikel ausgelöst wird.

Krebs noch vor der sichtbaren Tumorentstehung nachzuweisen, ist eines der langjährigen Ziele in der Medizin. Einer der Biomarker für die Kanzerogenität einer Zelle ist das RNA-Expressionsmuster – genauer gesagt die Veränderung der RNA-Expression, die den zellulären Stoffwechsel entarten lässt. Es gibt viele Arten RNA, von denen eine kurze, nicht kodierende RNA-Sorte namens miRNA die Übersetzung der im Zellkern kodierten Erbinformation in Protein fördert oder hemmt. Der Nachweis von einer veränderten miRNA-Expression sollte also die Entartung von Zellen zuverlässig anzeigen.

Eine bestimmte miRNA nachzuweisen, ist jedoch schwierig, da sie in der Zelle nur in winzigen Mengen vorhanden ist und deshalb vervielfältigt und für mit einem Signalstoff, z.B. einem Fluoreszenzfarbstoff, verknüpft werden muss, um erkennbar zu werden. Ein Wissenschaftlerteam der Universität Wuhan (China) hat unter der Leitung von Fuan Wang einen geeigneten Mechanismus zur Vervielfältigung/zum Nachweis von miRNA entdeckt, der auf einem durch synthetische DNA in Gang gesetzten autokatalytischen Biokreislauf beruht und mit einem starken Fluorszenzsignal die Tumorzellen anzeigt.

Die RNA wird normalerweise im Zellkern synthetisiert und zum Zytoplasma transportiert, wo sie die genetische Information übermittelt. Wenn jedoch synthetische DNA im Zytoplasma vorhanden ist, kann die RNA an eine passende Nukleotidsequenz des DNA-Strangs binden, was zum Beispiel bei der antiretroviralen Behandlung ausgenutzt wird, um die virale RNA-Expression zu unterdrücken. Wang und seine Mitarbeiter taten das Gegenteil. Mit einem zur miRNA passenden synthetischen DNA-Strang (DNAzym) lösten sie einen autokatalytischen Amplifikationskreislauf aus, um DNA-miRNA-Stränge zu bilden. Diese zusammengesetzten Stränge wuchsen weiter und bildeten sogenannte DNAzym-Nanodrähte, auf denen ein Fluoreszenzfarbstoff angebracht war.

Nach Verabreichung des DNAzym-Testkits beobachteten die Autoren bei einem Mausmodell helle Fluoreszenz, wo es gerade einen Tumor entwickelte.

Um das DNAzym in die Tumorzellen zu bringen, verwendeten die Wissenschaftler Nanopartikel – winzige Päckchen, die Medikamente und andere molekulare Fracht zu den Zellen transportieren – aus wabenartigem Mangandioxid. Diese Zusammensetzung und Architektur habe den Vorteil, dass das Partikel in der Zelle durch Glutathion, eine in Tumorzellen reichlich vorhandene Substanz, leicht aktiviert werden kann. Ein weiterer Vorteil sei, dass die Nanopartikel Mangan-Ionen freisetzen, die den selbstverstärkenden DNAzym-Biokreislauf aufrechterhalten.

Die Wissenschaftler betonen, dass ihr selbstverstärktes bildgebendes Nachweissystem als leistungsfähiges Werkzeug zur Visualisierung von Tumorzellen mit Biomarkernweiterentwickelt werden kann. Das ist deshalb besonders vielversprechend, da viele unterschiedliche miRNAs gezielt zur Untersuchung von verschiedenen Krebsarten oder anderen Funktionsstörungen von biologischen Zellen eingesetzt werden können.

Originalveröffentlichung:
Jie Wei et al.; "A Smart, Autocatalytic, DNAzyme Biocircuit for in Vivo, Amplified, MicroRNA Imaging"; Angewandte Chemie International Edition; 2020

Fakten, Hintergründe, Dossiers

  • Micro-RNAs
  • Biomarker
  • Krebsdiagnostik

Mehr über Wuhan University

  • News

    Geflügelmast mit Arsen problematischer als angenommen?

    Arsenhaltige Futterzusatzstoffe sind in der Europäischen Union seit 1999, in Nordamerika seit 2013 verboten. In vielen anderen Ländern werden sie nach wie vor in der Geflügelmast eingesetzt, um Parasiteninfektionen vorzubeugen und die Gewichtszunahme zu steigern. In der Zeitschrift Angewand ... mehr

Mehr über Angewandte Chemie

  • News

    Färbezyklen mit Schwarzen Löchern

    Bei der Behandlung eines Tumors spielt auch sine Mikroumgebung eine wichtige Rolle. In der Zeitschrift Angewandte Chemie stellen Wissenschaftler eine Methode vor, mit der Zellproben aus Tumoren und Mikroumgebung in rascher Folge in weniger als einer Stunde mit fluoreszierenden Antikörpern g ... mehr

    Ein Medikament, drei Wirkungen

    Die zunehmende Resistenz mancher Krebsarten bekämpft die Medizin vor allem durch Kombinationstherapien mit mehreren Wirkstoffen. Noch wirksamer könnte ein chemisches Konjugat aus mehreren Wirkstoffen sein, das an verschiedenen Stellen in der Krebszelle gleichzeitig ansetzt. Eine solche Ther ... mehr

    Kugelfischgift aus der Retorte

    In Japan gilt Kugelfisch als besondere Delikatesse, zum Gaumenkitzel kommt dabei ein Nervenkitzel, denn der Fugu enthält Tetrodoxin, ein starkes Nervengift. Niedrig dosiert erwies sich Tetrodotoxin in klinischen Tests als möglicher Opioid-Ersatz zur Linderung starker Schmerzen bei Krebspati ... mehr

q&more – die Networking-Plattform für exzellente Qualität in Labor und Prozess

q&more verfolgt den Anspruch, aktuelle Forschung und innovative Lösungen sichtbar zu machen und den Wissensaustausch zu unterstützen. Im Fokus des breiten Themenspektrums stehen höchste Qualitätsansprüche in einem hochinnovativen Branchenumfeld. Als moderne Wissensplattform bietet q&more den Akteuren im Markt einzigartige Networking-Möglichkeiten. International renommierte Autoren repräsentieren den aktuellen Wissenstand. Die Originalbeiträge werden attraktiv in einem anspruchsvollen Umfeld präsentiert und deutsch und englisch publiziert. Die Inhalte zeigen neue Konzepte und unkonventionelle Lösungsansätze auf.

> mehr zu q&more

q&more wird unterstützt von:

 

Ihr Bowser ist nicht aktuell. Microsoft Internet Explorer 6.0 unterstützt einige Funktionen auf Chemie.DE nicht.