Huidige chemotherapieregimes vertragen de progressie van kanker en redden levens, maar deze krachtige medicijnen beïnvloeden zowel gezonde als kankercellen. Nutsvoorzieningen, onderzoekers rapporteren in ACS' Nano-letters hebben op DNA gebaseerde nanogels ontworpen die alleen hun chemotherapeutische inhoud afbreken en vrijgeven in kankercellen, het minimaliseren van de effecten op normale en mogelijk het elimineren van pijnlijke en ongemakkelijke bijwerkingen.

Eenmaal ingenomen of geïnjecteerd, chemotherapie medicijnen bewegen door het lichaam, zonder onderscheid gezonde cellen aantasten, samen met degenen die verantwoordelijk zijn voor ziekte. Omdat veel van deze medicijnen giftig zijn voor alle cellen, de gewenste tumorkrimp kan gepaard gaan met ongewenste bijwerkingen, zoals haaruitval, gastro-intestinale problemen en vermoeidheid. Nanogels gemaakt van DNA zijn een manier waarop deze medicijnen kunnen worden afgeleverd, maar ze zouden nog steeds alle cellen binnengaan. Tianhu Li, Teck-Peng Loh en collega's redeneerden dat biomarkers - eiwitten of andere componenten die in verschillende hoeveelheden aanwezig zijn in kankercellen en hun gezonde tegenhangers - een rol kunnen spelen bij het afbreken van een nanogel, waardoor het zijn inhoud alleen vrijgeeft in die kankerachtig zijn. Een biomarker genaamd FEN1, een reparatie-enzym dat bepaalde soorten DNA knipt, is in grotere hoeveelheden aanwezig in kankercellen dan in gezonde. De onderzoekers wilden kijken of ze een DNA-nanogel konden ontwerpen die specifiek door FEN1 in kankercellen zou worden afgebroken.

Om DNA-nanogels te maken, de onderzoekers gebruikten speciale DNA-structuren die FEN1 kon herkennen en knippen. Met celvrije systemen, de onderzoekers merkten op dat de op DNA gebaseerde nanogels werden afgebroken door FEN1, maar niet door andere DNA-reparatie-enzymen of verbindingen. Toen levende cellen werden geïncubeerd met de op DNA gebaseerde nanogels, gezonde hadden niet genoeg FEN1 om ze af te breken, maar kankercellen deden dat wel. Toen de chemotherapeutica doxorubicine en vinorelbine in de nanogel werden opgenomen, menselijke borstkankercellen stierven sneller dan normaal, gezonde borstcellen.

Deze bevindingen geven aan dat op DNA gebaseerde nanogels medicijnen kunnen introduceren in kankercellen met een hoge specificiteit, het risico op bijwerkingen verminderen. De onderzoekers zeggen dat de nanogels ook kunnen worden gebruikt als sondes voor het biomarker-enzym, het helpen van artsen om kanker directer te diagnosticeren in vergelijking met de huidige methoden.