ENGINEERINGNET.BE - Cellen in ons lichaam gaan interacties met elkaar aan via receptoren en liganden. Ze passen op elkaar als een sleutel in een slot; een ligand van de ene cel past enkel op ‘zijn’ doelreceptor van de andere cel.
Het vakgebied nanogeneeskunde maakt hier gebruik van door liganden na te maken die passen op de receptoren van de zieke cel die het medicijn nodig heeft.
Onderzoekers van de Nederlandse TU Eindhoven hebben nu experimenteel met deeltjes bewezen dat ook zwakke liganden kunnen hechten als er genoeg receptoren aanwezig zijn op het oppervlak van de doelcel.
Leo van IJzendoorn: “Vergelijk het met klittenband; als één haakje vastzit, blijft de strip nog niet direct plakken. Pas bij het vasthaken van meerdere haakjes, is de hechting sterk genoeg.”
“Wij hebben nu experimenteel met deeltjes aangetoond dat juist veel zwakke liganden tot hoge selectiviteit leiden: de deeltjes hechten alleen als er precies genoeg receptoren aanwezig zijn. Er ontstaat dus een drempelwaarde,” aldus Van IJzendoorn.
De onderzoekers voerden daarvoor een hechtings-experiment uit. Ze ontwierpen deeltjes met op het oppervlak of receptor-DNA, of ligand-DNA.
Door een magnetisch veld werden de deeltjes eerst naar elkaar toe getrokken en na enige tijd weer losgelaten. Van IJzendoorn: “Daarna konden we optisch meten hoeveel deeltjes een sterke moleculaire binding met elkaar waren aangegaan.”
Door het aantal DNA-moleculen en de sterkte van de ligand-receptor binding te variëren, zagen de onderzoekers bij hoeveel bindingen de deeltjes bleven plakken. Zo konden ze dus het ontstaan van de drempelwaarde waarnemen.
Van IJzendoorn: “Deze resultaten vormen een nieuw ijkpunt voor het begrijpen en toepassen van selectiviteit in biomedische toepassingen. Het werk biedt een fundamentele grondslag voor het ontwerpen van bindingsprocessen in nanogeneeskunde."
"Ook is het belangrijk voor het ontwikkelen van nanotechnologische biosensoren, want ook in die systemen worden deeltjes gebruikt voor het aangaan van selectieve bindingen.”
