De term 'PUVA' staat voor 'psoraleen' en 'UV-A-straling'. Psoralenen zijn natuurlijke plantaardige verbindingen die kunnen worden gewonnen uit schermbloemige planten zoals reuzenberenklauw. Plantenextracten die psoralenen bevatten, werden al in het oude Egypte gebruikt voor de behandeling van huidziekten. Het moderne medische gebruik begon in de jaren 1950. Vanaf dat moment werd ze werden toegepast voor lichtafhankelijke behandeling van huidziekten zoals psoriasis en vitiligo. Vanaf de jaren 70, PUVA-therapie werd gebruikt voor de behandeling van een type huidkanker dat bekend staat als cutaan T-cellymfoom.

Psoralenen worden ingevoegd tussen de cruciale bouwstenen (basen) van DNA, het erfelijke molecuul. Bij blootstelling aan UV-straling, ze binden aan thymine - een specifieke DNA-base - en veroorzaken zo onomkeerbare schade aan het erfelijke molecuul. Dit veroorzaakt op zijn beurt geprogrammeerde celdood, uiteindelijk de zieke cel vernietigen.

Onderzoekers die werken met Prof. Dr. Peter Gilch van HHU's Institute of Physical Chemistry hebben nu samengewerkt met Prof. Dr. Wolfgang Zinth's werkgroep van LMU München om het precieze mechanisme van deze bindingsreactie te analyseren. Hiervoor gebruikten ze tijdsopgeloste laserspectroscopie.

Ze ontdekten dat - nadat het psoraleenmolecuul UV-licht heeft geabsorbeerd - de reactie in twee fasen verloopt. Eerst, een enkele binding tussen het psoraleenmolecuul en thyminevormen. Een tweede bindingsvorming levert dan een vierledige ring (cyclobutaan) op die de twee groepen permanent verbindt (zie figuur). De onderzoekers in Düsseldorf en München konden ook aantonen dat de eerste fase binnen een microseconde plaatsvindt, terwijl de tweede ongeveer 50 microseconden nodig heeft. Ze vergeleken dit proces met de beschadiging van het 'naakte' DNA door UV-licht. Dat proces resulteert ook vaak in cyclobutaanringen, maar het proces verloopt aanzienlijk sneller dan wanneer psoralenen aanwezig zijn.

Prof. Gilch legt de achtergrond van het onderzoek uit:"Als we tot in detail kunnen begrijpen hoe de reacties verlopen, kunnen we de psoralenen gericht chemisch veranderen om PUVA-therapie nog effectiever te maken." Samen met zijn collega in de organische chemie, Prof. Dr. Thomas Müller, hij wil deze hoogwaardige psoraleenmoleculen bij HHU ontwikkelen in het kader van een DFG-project.