Invloed kankerremmer op één enkel DNA-molecuul in beeld
Onderzoekers van het Kavli Institute of Nanoscience van de Technische Universiteit Delft hebben nieuw licht geworpen op de werking van de belangrijke kankerremmer topotecan. Het achterliggende moleculaire mechanisme was tot op heden slechts beperkt in kaart gebracht, maar de Delftenaren kunnen nu de uitwerking van het medicijn op het niveau van één DNA-molecuul live bekijken. Het onderzoek is op 24 juni 2007 vervroegd door Nature online gepubliceerd. De eerste auteur van het artikel, Daniel Koster, promoveerde op 25 juni 2007 aan de TU Delft, mede op de resultaten die in het artikel beschreven staan.
Het onderzochte medicijn topotecan gaat een interactie aan met een belangrijk eiwit (TopoIB), met als gevolg dat een (kanker)cel niet meer goed functioneert. Het TopoIB-eiwit is verantwoordelijk voor het verwijderen van lussen uit DNA, die onder andere ontstaan tijdens de celdeling. Het TopoIB nestelt zich op het DNA-molecuul, omklemt het en knipt één van de twee DNA-strengen door, laat het vervolgens uittollen en plakt de gebroken eindjes tot slot weer aan elkaar.
Tot op heden werd verondersteld dat topotecan er alleen voor zorgde dat het TopoIB-eiwit langer dan normaal op het DNA-molecuul verblijft, wat de celdeling verstoort en schade voor de (kanker)cel oplevert. De Delftse onderzoekers hebben nu echter tot hun verrassing geconstateerd dat de toevoeging van topotecan ook de snelheid van het uittollen dramatisch vertraagt en dat als gevolg daarvan DNA-lussen zich ophopen. De ophoping van deze DNA-lussen vormt de basis voor een alternatief mechanisme en kan helpen bij de ontwikkeling van betere medicijnen tegen kanker.
Promovendus Daniel Koster, masterstudente Elisa Bot en universitair hoofddocent Nynke Dekker van de groep Moleculaire Biofysica van het Kavli Institute of Nanoscience hebben dit mechanisme op een zeer directe manier weten te ontrafelen. In het laboratorium bevestigden ze één enkel DNA-molecuul tussen een glasplaatje en een magnetisch bolletje. Met behulp van twee magneten konden ze zowel trekken als draaien aan het DNA-molecuul. Wanneer ze TopoIB toevoegden aan een verdraaid stuk DNA, zagen ze dat de lussen langzaam verwijderd werden.
Bijzonder is dat de actie van één TopoIB-eiwit op één DNA-molecuul live kon worden bekeken. Het mechanisme kon daarnaast, in samenwerking met St. Jude Children's Research Hospital uit Memphis (VS), ook in levende gistcellen worden waargenomen.
Het onderzoek werd financieel gesteund door FOM en NWO.
Nadere informatie bij dr. Daniel Koster, telefoon (015) 278 10 25 of bij dr. Nynke Dekker, telefoon (015) 278 32 19.