Wetenschappers van de Technische Universiteit Eindhoven ontwikkelden een nieuwe techniek, waarmee het mogelijk is om met behulp van DNA-computers de afgifte van medicatie in het bloed te controleren.

Een zelfdenkend medicijn slikken: dit klinkt misschien als sciencefiction, maar binnenkort wordt het realiteit. Medicatie is nu nog vrij algemeen. Slik je 500 milligram paracetamol, dan neemt het lichaam ook 500 milligram op. Dit gebeurt ook wanneer iemand anders 500 milligram slikt.

Een medicijn met een ‘brein’ is slimmer. Er zijn minder bijwerkingen, omdat een medicijn checkt wat wel en niet nodig is. Het is te vergelijken met een beveiligingssysteem, waarbij de deur pas open gaat als de juiste persoon ervoor staat. Bij een onbekend persoon, 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”, vertelt hoogleraar Maarten Merkx van de TU Eindhoven. Een ander voordeel van een zelfdenkend medicijn is dat de kosten lager zijn.

“Een liter water met DNA zou bijvoorbeeld honderd miljoen terabytes aan data kunnen opslaan”

Wat is een DNA-computer?
Misschien denk je nu aan een medicijn met een microchip, zoals op de foto bovenaan dit artikel, maar een zelfdenkend medicijn ziet er niet zo uit. Een DNA-computer is gemaakt van DNA. Het voordeel van DNA is dat een DNA-molecuul slechts twee nanometer breed is. Op Kennislink is er in het verleden een uitgebreid artikel over verschenen. Een liter water met DNA zou bijvoorbeeld honderd miljoen terabytes aan data kunnen opslaan. Daarnaast kunnen er moleculaire berekeningen mee gedaan worden. De volgorde binnen een DNA-molecuul is daarbij bepalend. Onderzoekers kunnen daarom allerlei gewenste reacties voorprogrammeren.

Antistoffen herkennen
Merkx en zijn collega’s koppelden specifieke antistoffen – die vaststellen of iemand een bepaalde ziekte heeft – aan een DNA-computer. De onderzoekers vertaalden de aanwezigheid van een antistof naar een uniek stukje DNA, waardoor de DNA-computer op basis van de aanwezigheid van een of meerdere antistoffen kan bepalen of medicijnafgifte noodzakelijk is. “Er kan een reeks reacties in gang gezet worden, waarbij we de DNA-computer verschillende programma’s kunnen laten uitvoeren,” zegt promovendus Wouter Engelen, die tevens de eerste auteur van het paper in het wetenschappelijke vakblad Nature Communications is. “Onze resultaten laten zien dat we de DNA-computer kunnen gebruiken om de activiteit van enzymen te controleren, maar we denken dat het ook mogelijk is om bijvoorbeeld de activiteit van een therapeutisch antilichaam te controleren.”

Bij de behandeling van chronische ziektes als de ziekte van Crohn of reuma worden therapeutische antilichamen als medicatie ingezet. Het doel van een zelfdenkend medicijn is dat het systeem de hoeveelheid therapeutische antilichamen in het bloed meet en zelfstandig besluit of er meer medicatie afgegeven moet worden.