Chemiker von der Universität Würzburg haben neuartige organische
Farbstoffe entwickelt, die sich sehr stark an das Erbmolekül
DNA anlagern. Wird diese Verbindung mit Licht bestrahlt, so führt das zur Schädigung der DNA. Damit besitzen die
Farbstoffe ein
hohes Potenzial für die Verwirklichung von Lichttherapien gegen
Krebs oder Hautkrankheiten.
Mit dem Design von organischen
Molekülen, die an die DNA (Desoxyribonucleinsäure) binden, beschäftigt sich im
Institut für
Organische Chemie der
Uni Würzburg die Arbeitsgruppe von Dr. Heiko Ihmels. Die dort entwickelten
neuartigen Farbstoffe gehen nicht nur eine sehr starke Bindung mit der DNA ein, sondern werden auch noch
bevorzugt an bestimmten Bindungstellen verankert, ohne dass die DNA dadurch instabil wird.
Bestrahlt man aber ein solches Farbstoff-DNA-Gemisch mit sichtbarem, energiearmem Licht, so führt das zur
Schädigung der Nucleinsäure. "Moleküle mit derartigen Eigenschaften weisen ein hohes Potenzial für die
Phototherapie von
Krebs oder Hautkrankheiten auf. Wenn sich die Farbstoffe nämlich selektiv an die DNA
krankhafter
Zellen anlagern, so können diese unerwünschten
Zellen durch die
Bestrahlung zerstört werden", so Dr.
Ihmels. Da für die
Bestrahlung energiearmes Licht verwendet wird, bleibe das gesunde
Gewebe unbeeinflusst.
Jetzt sollen die konkreten Ursachen für die Bindung der Farbstoffe an die DNA sowie für deren durch Licht
ausgelöste Schädigung in Gegenwart der potenziellen Photochemotherapeutika untersucht werden. Dabei kooperiert
die Arbeitsgruppe von Dr. Ihmels interdisziplinär mit Kollegen in Victoria (
Kanada) und Padua (
Italien).
Langfristig wollen die Forscher neuartige organische
Wirkstoffe zugänglich machen, die in der Lage sind, ausschließlich an unerwünschte
DNA zu binden und diese unter Einstrahlung von energiearmem Licht zu zerstören. Das Projekt wird von der Deutschen
Forschungsgemeinschaft, dem Fonds der Chemischen Industrie und dem Deutschen Akademischen Austauschdienst (Vigoni-Programm)
gefördert.
Die Erforschung der DNA ist wieder in den Blickpunkt der Öffentlichkeit gerückt, seitdem im Rahmen des
Humangenom-Projekts
bahnbrechende Schritte bei der Entschlüsselung der Erbinformation bekannt wurden. Die Wissenschaft interessiert sich nicht nur für die
molekulare Zusammensetzung und Struktur der DNA, sondern auch für deren Wechselwirkung mit anderen Biomolekülen oder chemisch
hergestellten Verbindungen.
Derartige Wechselwirkungen können eine Veränderung der DNA-Struktur und damit eine Einschränkung ihrer Funktion zur Folge haben, so
dass die Weitergabe der Erbinformation gestört oder sogar verhindert wird. Sie können sogar zu
Mutationen der DNA oder zum Tod der
gesamten Zelle führen und sind die Ursache vieler
Krankheiten.
Die Wechselwirkung mit anderen Molekülen kann aber auch konstruktiv genutzt werden. Wie Dr. Ihmels erklärt, könne man beispielsweise
die DNA in
Tumorzellen oder
Viren gezielt so verändern, dass dies zur Zerstörung der
Krebszellen oder der
Viren führt. Auf diese Weise
ließen sich zum Beispiel Blutkonserven reinigen, die mit
Mikroorganismen verseucht sind.