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Antivirus-Bastelei: Stern aus DNA-Ketten neutralisiert Viren im Körper

Forscher haben aus DNA-Ketten eine Art Nanofangeisen für Viren in der Blutbahn gebastelt: Die Falle wird auf einen Erreger programmiert und stoppt die weitere Infektion.
Gebastelter DNA-Stern fängt VirenLaden...

Ein aus DNA-Ketten gebasteltes sternförmiges Minigerüst schnappt sich zielgenau bestimmte Viren aus der Blutbahn und leuchtet dann auf. Der Origami-DNA-Stern wird so zunächst zu einem sensiblen Diagnosesensor – er könnte in Zukunft aber auf alle möglichen Viren programmiert werden, um sie gezielt zu neutralisieren, hoffen Chemiker, die ihre molekulare Bastelarbeit im Fachblatt »Nature Chemistry« vorstellen.

Die Wissenschaftler haben DNA-Ketten zu einer auf dem Reißbrett geplanten Nanostruktur zusammengefügt, die an einen fünfzackigen Stern erinnert. An den Zackenenden hängen dabei jeweils zwei spezielle Aptamere, also kurze Nukleotidketten, die auf Grund ihrer räumlichen Anordnung an die ED3-Hüllprotein-Cluster des Denguevirus andocken. Der Stern bindet daher bei Kontakt an mehreren Stellen fest an ein Dengueviruspartikel. Das Virus kann danach deutlich schlechter in seine Wirtszelle eindringen, berichten die Forscher. Vor allem aber kann eine Infektion durch DNA-Sterne nun deutlich besser nachgewiesen werden, weil die DNA-Sterne nach einem Kontakt mit Viren aktiv fluoreszieren. Im Vergleich zum Standardtest auf Dengueviren im Blut ist der Ansatz etwa 100-mal sensitiver, so der an der Studie beteiligte Xing Wang vom Rensselaer Polytechnic Institute in Troy, USA.

Zudem könnten Folgegenerationen der sternförmigen DNA-Virusfalle in Zukunft aufgerüstet werden – etwa mit Anhängen, die nach dem Kontakt mit Viren das Immunsystem alarmieren und dafür sorgen, dass Falle und gebundenes Virus abgebaut werden. Die DNA-Bastelarbeit ist eine verbesserte und weiterentwickelte Version einer Virusfalle aus Sialinsäure-Ketten, die das Forscherteam vor einiger Zeit mit Anfangserfolgen getestet hatten: Die Zuckerketten banden sehr spezifisch an Grippeviren und verhinderten im Tierversuch an Mäusen, dass die eingefangenen Erreger an Sialinsäure-Andockstationen an Lungenzellen binden, was für den Fortgang der Infektion entscheidend ist. In Experimenten starben mit Virenfallen geimpften Mäuse nicht wie üblich rasch an Grippe, stattdessen hatten drei von vier Tieren überlebt. Das in dem alten Versuch eingesetzte Konstrukt aus Sialinsäuren an einem synthetischen Polymer entpuppte sind später allerdings als toxisch für den Organismus, weshalb die Forschergruppe nach Alternativen gesucht hatte.

Die DNA-Sternfalle sollte nun ebenso gut funktionieren, dabei aber deutlich verträglicher sein und keine Nebenwirkungen verursachen, hoffen die Forscher: DNA-Gerüste werden üblicherweise innerhalb von 24 Stunden in Leber und Niere von Säugetieren abgebaut. Im Prinzip könnten die vielseitigen Fallen mit einer anderen räumlichen Gerüststruktur und anderen Aptameren auf alle möglichen Arten von Viren maßgeschneidert werden.

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