BRAINPORT

met Eindhoven als hart, is een innovatieve toptechnologieregio van wereldformaat. Hier bedenken we oplossingen voor de maatschappelijke uitdagingen van morgen.

Over Brainport

‘Zelfdenkende medicijnen’ mogelijk dankzij DNA-computer TU/e

17 februari 2017

Onderzoekers van de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) presenteren een nieuwe techniek die het mogelijk moet maken om met behulp van DNA-computers de afgifte van medicatie in het bloed te controleren. In het vakblad Nature Communications beschrijft het team, onder leiding van biomedisch ingenieur Maarten Merkx, hoe ze voor het eerst een DNA-computer hebben ontwikkeld die in staat is om meerdere antistoffen in het bloed te detecteren en op basis daarvan een berekening uit te voeren. Dit is een belangrijke stap in de ontwikkeling van slimme, ‘zelfdenkende’ medicijnen, waarmee op termijn de medicatie van bijvoorbeeld reuma en de ziekte van Crohn beter kan worden gecontroleerd, met minder bijwerkingen en lagere kosten.

Denkend systeem
De methode van de TU/e-onderzoekers is te vergelijken met een beveiligingssysteem dat eigenhandig een deur opent, afhankelijk van de persoon die ervoor staat. Wanneer de camera de persoon herkent, gaat de deur van het slot, maar bij een onbekende blijft de deur dicht. “Het onderzoek naar diagnostische tests richt zich vaak alleen op de ‘herkenning’, maar het bijzondere aan dit systeem is dat het nadenkt en dat het kan worden gekoppeld aan een actie zoals de afgifte van een medicijn”, zegt Merkx.

DNA-computer
Om een dergelijke bewerking te kunnen doen, is dus ‘denkwerk’ nodig. Die rol wordt in dit systeem vervuld door een zogenaamde DNA-computer. DNA kennen we als de drager van genetische informatie, maar DNA-moleculen blijken ook zeer geschikt om moleculaire berekeningen mee te doen. De volgorde binnen een DNA-molecuul bepaalt met welke andere DNA-moleculen het kan reageren, waardoor onderzoekers van tevoren gewenste reacties kunnen programmeren.

Antistoffen
Tot dusver was de biomedische toepassing van DNA-computers beperkt omdat ze alleen andere DNA- en RNA-moleculen als input konden gebruiken. Om te bepalen of iemand een bepaalde ziekte heeft, is het belangrijk om de concentratie van specifieke antistoffen te meten – stoffen die ons afweersysteem aanmaakt als we ziek zijn. Merkx en zijn collega’s zijn er nu als eerste in geslaagd om de aanwezigheid van antistoffen te koppelen aan een DNA-computer.

Afbeelding: ICMS Animation Studio