Högberg, Björn Jerker – Autonomous molecular switches for anti-cancer treatment

Bakgrund

DNA origami är konsten att vika DNA till olika strukturer på nanometerskalan. Varför gör vi det? - DNA origami är oöverträffat i att skapa biologiska mönster på nanometernivå. I mitt labb använder DNA vi origami som byggställning, dekorerar med proteiner, peptider och små molekyler. Genom att placera t.ex. proteiner exakt på specifika DNA-bitar kan vi göra mönster av dem som hjälper oss att förstå hur celler reagerar på dem via ytreceptorer. Vi lär oss på så sätt cellernas “blindskrift” och deras respons på omgivningen. Via den forskningen upptäckte vi ett specifikt mönster av peptider som inducerar självmord/apoptos hos exponerade celler.

Beskrivning

Mönstret som vi upptäckte dödar celler urskiljningslöst vilket inte skulle fungera. I den efterföljande forskningen och i detta projekt så har vi skapat en DNA-nanopartikel som liknar en tunna utan lock. I tunnans mage gömmer vi det cytotoxiska mönstret som bara skjuts ut och inducerar celldöd vi lägre pH. Eftersom cancertumörer generellt sett har högre metabolism och svårare med blodgenomnströming friska organ, resulterar det ofta i ett pH som är surare i tumören än omgivande vävnad. Idén är alltså en autonom ”nanorobot” som kan bedöma sin omgivning och visa upp det cytotoxiska nano-mönstret av peptider, bara i tumörer.

Mål

Målet med forskningen är att skapa en helt ny plattform för möjliga framtida cancerbehandlingar. Just denna implementering, med TRAIL peptider som klustrar DR5 och reagerar på pH är ett exempel på vad man kan göra med tekniken, men i förlängningen så är det hela teknolgin, möjligheten att designa autonoma molekylära agenter med hjälp av DNA origami, som är den stora förhoppningen. Vi hoppas att detta projekt blir början på en rad liknande projekt med potential att förbättra framtidens cancerbehandlingar.