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DNA-Schaltungen zur Identifizierung von Krebszellen

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Forscher der Duke University haben ein neues DNA-basiertes Werkzeug zur Identifizierung von Krebszellen entwickelt. Ihr System ist ein DNA-Kreislauf

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Die DNA-Bindung an spezifische Zellmarker erzeugt ein Signal, wenn und nur wenn zwei spezifische Proteine vorhanden sind, was dazu beiträgt, die Spezifität zu verbessern und Fehlalarme beim Nachweis von Krebszellen zu reduzieren. Die Forscher hoffen auch, dass eines Tages ihre DNA-Schaltungen an Krebspatienten abgegeben werden können und dem Immunsystem helfen, markierte Krebszellen zu zerstören.

Die Erkennung von Krebszellen im Körper ist eine komplexe Herausforderung, da Krebszellen viele verschiedene biochemische Marker exprimieren. Frühere Arbeiten zur Erkennung von Krebs können zu Fehlalarmen führen, bei denen nicht-krebsartige Zellen fälschlicherweise als Krebszellen identifiziert werden. Um diese Herausforderung zu meistern, haben die Herzog-Forscher einen DNA-Kreislauf entwickelt, der nur dann ein Signal erzeugt, wenn eine bestimmte Kombination von Zellmarkern vorhanden ist.

Der DNA-Kreislauf funktioniert wie folgt: Erstens binden sich die DNA-Stränge an die Oberflächenmarker der Krebszellen. Der markerbindende DNA-Strang bindet einen zweiten DNA-Strang, der eine Haarnadel bildet. Das Hinzufügen eines dritten "Initiator"-Strangs der DNA bewirkt die Öffnung einer der Haarnadeln, was wiederum eine Kettenreaktion auslöst, bis die letzte Haarnadel geöffnet wird und der Schaltkreis signalisiert, dass die Zelle krebskrank ist.

Beim Testen ihres mikroskopischen Geräts fanden die Forscher heraus, dass es Leukämiezellen erkennen und innerhalb weniger Stunden aus anderen Krebszellen identifizieren kann. Die Vorrichtung kann angepasst werden, um andere Zelloberflächenproteine zu erkennen, und eines Tages kann sie dem Immunsystem helfen, markierte Krebszellen zu zerstören.