DE3828842A1 - Verfahren zur behandlung von rna und/oder dna - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von RNA und/oder DNA.

RNA, d. h. Ribonucleinsäure, ist ein Polynucleotid, dessen Monomer-Einheiten aus einem Pentose (Ribose) , einer Purin (Adenin, Guanin) oder Pyrimidin-Base (Cytosin, Uracil) und einem Phosphorsäurerest im Verhältnis 1 : 1 : 1 bestehen, wobei durch alternieren­ de Verknüpfung von Phosphorsäurerest und Ribose eine unverzweigte Kette entsteht. Die Ribonucleinsäure ist zumindest einsträngig, wobei mindestens vier unter­ schiedliche Klassen bekannt sind und zwar die Transfer-RNA als Aminosäureüberträger bei der Protein­ biosynthese, die Boten- oder Matrizen-RNA als Infor­ mationsüberträger bei der Proteinbiosynthese, die ribosomale RNA als Bestandteil von Ribosomen und die RNA als Bestandteil von RNA-Viren.

Die DNA, d. h. Desoxyribonucleinsäure, ist ebenfalls Träger der Erbinformationen, die durch identische Replikation bei der Zellteilung wiedergegeben wird. Die DNA besteht aus den vier Basen Adenin, Cytosin, Guanin und Thymin, dem Zucker Desoxyribose und Phosphorsäure. Dabei wird je eine Base an einen Desoxyribosäurerest gebunden und daran ein Phosphorsäurerest. Der DNA-Doppelstrang entsteht einmal durch die Bindung Desoxyribose-Phosphorsäure-Desoxyribose-usw. und Wasserstoffbrückenbindung jeweils komplementärer Basen (Adenin-Thymin, Cytosin-Guanin). Der so gebildete Doppelstrang dreht sich um eine imaginäre Achse. Eine Windung enthält 10 Basenpaare. Die Doppelhelix windet sich noch einmal um eine Achse und bildet ein platz­ sparendes Knäuel. In einigen Viren kommt die DNA nur als einsträngiges Molekül vor. Die DNA gibt die Erb­ informationen an die RNA weiter.

Es ist ferner bekannt, daß die Nucleinsäuren unver­ zweigte Makromoleküle sind, welche sich aus einer mehr oder weniger großen Zahl von monomeren Bausteinen zusammensetzen. Jeder monomere Baustein enthält zwei Stellen, über die eine Verknüpfung zu langen Ketten­ molekülen möglich ist. Die derart aufgebauten Ketten­ moleküle sind polarisiert, d. h. sie enthalten stets an ihren Enden unterschiedliche Verknüpfungsstellen. Die einzelnen Glieder derartiger Kettenmoleküle haben die Tendenz, bestimmte räumliche Strukturen (Sekundär- und Tertiärstrukturen) auszubilden, die den Molekülen erst ihre eigentliche Form geben. Dies wird ermöglicht durch das intramolekulare Zusammenwirken von chemischen Bindungen, die durch ihre Vielzahl ein Makromolekül zu stabilisieren vermögen. Wichtigste Bindungen dieser Art sind diese Wasserstoffbrücken und Ionenbindungen, ferner spielen Van-der-Waals-Kräfte und hydrophobe Wechselwirkungen häufig eine wesentliche Rolle.

Wasserstoffbrücken bilden sich aus zwischen einem konvalent gebundenen H-Atom und einem negativ geladenen, ebenfalls konvalent gebundenen Akzeptor-Atom. An O- und N-gebundene H-Atome erhalten eine positive Teilladung, weil das bindende Elektronen­ paar etwas zum elektronegativen Sauerstoff bzw. Stick­ stoff verlagert wird. In entsprechender Weise kommt es bei doppelt gebundenem Sauerstoff- und bei Stickstoff­ atomen, welche Bestandteil eines heterozyklischen Ringes sind, zu negativen Teilladungen. Die Wasserstoff­ brückenbildung geht somit auf eine elektrostatische Wechselwirkung zurück.

Auch die Ionenbindungen beruhen auf elektrostatischen Kräften, welche zwischen entgegengesetzt geladenen Gruppen auftreten. Solche können zum Beispiel erfolgen zwischen den negativen, freien Phosphatvalenzen in einer Polynucleotidkette und positiven, freien Amino­ gruppen von basischen Aminosäuren.

Van-der-Waals′sche Bindungen stellen schwächere Bindungen dar. Sie hängen stark von der Entfernung der in Wechselwirkung tretenden Gruppen ab und sind zwischen polaren und nicht polaren Molekülen möglich.

Hydrophobe Wechselwirkungen sind keine eigentliche Bindungen. Sie kommen dadurch zustande, daß nicht polare - also elektrisch neutrale - Seitengruppen sich so zusammenlagern, daß sich ein minimaler Kontakt mit den umgebenden Wassermolekülen ausbildet.

Auch die beiden Polynucleotid-Stränge der DNA haben entgegengesetzte chemische Polarität.

Werden nun die entsprechenden Bindungen aufgebrochen, so kommt es zu einer Zerstörung der entsprechenden RNA bzw. DNA. Diese Zerstörung kann in vielen Fällen in einer lebenden Zelle durch das entsprechende Enzym­ system repariert werden. Beispielsweise Viren oder Bakteriophage besitzen jedoch kein Enzymsystem, so daß eine Zerstörung der entsprechenden Bindungen insbesondere der DNA bei Viren zu deren Inaktivierung führt. Damit wird auch der genetische Auftrag, den ein Virus beinhaltet, zerstört.

Der Erfinder hat sich zum Ziel gesetzt, ein Verfahren zu entwickeln, mit welchem er die RNA und/oder die DNA gezielt beeinflussen kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß die RNA und/oder DNA einem magnetischen Feld ausgesetzt wird.

Bislang wird RNA bzw. DNA vor allem chemisch behandelt, um ein bestimmtes Ziel zu erreichen. Als physikalische Behandlungen sind die Beeinflussung durch Temperatur, Ultraschall und vor allem ionisierende oder nicht ioni­ sierende Strahlen bekannt. Hier spielen vor allem UV-Strahlen in einem Wellenbereich von 200-300 nm eine erhebliche Rolle, deren Lichtquanten von bestimmten chemischen Gruppen und Bindungen im Viruspartikel absorbiert werden.

Bezüglich der Behandlung von Lebewesen wird jedoch in der Literatur ausgeführt, daß eine Beeinflussung von RNA bzw. DNA durch ein magnetisches Feld nicht erfolgt. Der Erfinder hat jedoch herausgefunden, daß dies ab einer gewissen Feldstärke nicht mehr gilt.

Bereits ab einer Feldstärke von 2 Tesla nimmt ein mag­ netisches Feld erheblichen Einfluß auf die oben geschilderte Polarität der Bindungen in der RNA bzw. DNA. Beispielsweise wird bei einer Feldstärke von 7 Tesla die Doppelhelix der DNA durch ein entsprechendes Ausrichten der Makromoleküle aufgerissen. Hierdurch wird beispielsweise die in einem Virus vorhandene DNA irreparabel zerstört, da kein Enzymsystem zur Reparatur vorhanden ist. Der genetische Auftrag dieses Virus ist zerstört.

Mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren sollen vor allem Viren und Bakteriophage bekämpft werden, die in flüssigen, halbfesten, harten oder gefrorenen Stoffen vorhanden sind. Es ist gleichgültig, ob diese Viren oder Phagen in Futtermittel, Wasser, Lebensmittel, Düngemittel od. dgl. angesiedelt sind.

Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens liegt darin, daß beispielsweise Blutplasma ohne schädliche Neben­ wirkungen behandelt werden kann und die in ihm vorhandenen Partikel, Bakterien, Viren inaktiviert werden. Blutbanken führen noch heute lediglich Unter­ suchungen zur Erkennung der Hepadna-Viren, der sub­ akuten Serumhepatitis, der Hepatitis-B-Viren und in neuerer Zeit auch der HIV-Humanimmunodeficiency-Viren durch. Durch das vorliegende Verfahren werden aber nicht nur die Virenarten, sondern auch andere im Blutplasma vorhandene Viren inaktiviert. Dabei ist vor allem hervorzuheben, daß in der Fraktion Blutplasma selbst kein zelluläres Material, d. h. kein genetischer Auftrag, vorhanden ist. Aus diesem Grund bietet sich hier gerade das erfindungsgemäße Verfahren an. Dabei wird die Praxis zeigen, welche Feldstärke für welche Virenart besonders wirkungsvoll ist.

Anders als beispielsweise bei der Behandlung von Wasser, Lebensmittel od. dgl. soll bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in bezug auf Blut­ plasma die Regelung der Feldstärke so sensibel erfol­ gen, daß die im Plasma vorhandenen Proteine nicht be­ einflußt werden. Dadurch wird u.a. auch gewährleistet, daß die Hülle des Virus, sofern er eine besitzt, nicht beschädigt wird.

Da somit durch das erfindungsgemäße Verfahren bei der Behandlung von Blutplasma nur die RNA bzw. DNA beispielsweise in einem Virus zerstört wird, bleibt dessen Fähigkeit zur Adsorption an einer Wirtszelle bestehen.

Durch den bekannten enzymatischen Vorgang (Penetration) wird dann auch ein Loch in die Zellwand der Wirtszelle gefressen, durch das die Nucleinsäure des Virus in die Wirtszelle eindringen kann. Es findet somit eine Penetration statt, allerdings mit untauglichem Material, das sich nicht vermehren kann. Andererseits wird jedoch die Wirtszelle zur Bildung von Substanzen angeregt, welche den Virus bekämpfen. Somit wirkt dieser inaktivierte Virus wie ein Impfstoff, bei dem in vielen Fällen bekanntlicherweise ebenfalls geblockte Viren benutzt werden.

Da Zellen während der Karzinogenese ihr intaktes Enzym­ system verlieren, ist ein weiterer großer Bereich des Einsatzes des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Krebsbekämpfung und hier insbesondere in der Bekämpfung von Tumorviren zu finden. Jedoch soll darauf der erfinderische Gedanke nicht beschränkt sein.

Andererseits ist es sehr leicht denkbar, die Magnetbehandlung am Menschen selbst vorzunehmen. Hierzu werden durch geeignete Vorrichtungen bewegliche Magnetfelder erstellt, mit denen Tumorbereiche, beispielsweise bei der Leber, direkt behandelt werden. Dies soll ähnlich wie bei der Computertomographie, d. h. bei der Schichtbehandlung, vor sich gehen. Hierdurch könnte sich ein Eingriff in den menschlichen Körper erübrigen, was vor allem bei Gehirntumoren von äußerster Wichtigkeit ist.

Besonders in diesem Zusanmenhang zu betonen ist, daß durch die magnetische Behandlung nur sehr kurzzeitige Beeinträchtigungen auftreten, die mit beispielsweise den Schäden der Chemotherapie überhaupt nicht zu vergleichen sind.

In einer einfachen Ausführungsform der Vorrichtung besteht diese im wesentlichen aus zumindest einer ein Magnetfeld erzeugenden Einrichtung, durch welche beispielsweise ein Blutplasma hindurchgeleitet wird. Wird in Zeitabständen oder konstant ein Magnetfeld von über 2 Tesla erzeugt, so wird die Polarität im Blut vorhandener und hier vor allem der in Viren und Phagen vorhandenen Nucleinsäuren aufgebrochen.

Der Einsatzbereich des erfindungsgemäßen Verfahrens und entsprechender darauf aufbauender Vorrichtungen ist unbegrenzt und in seinen Auswirkungen heute noch nicht abzusehen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläuert; diese zeigt in ihrer einzigen Figur ein Blockschema einer erfindungsgemäßen Anlage zur physika­ lischen Behandlung von Blut od. dgl. Diese Anlage P weist einen Behälter 1 zur Aufnahme des zu behandelnden Blutes auf. Das Blut gelangt von dem Behälter 1 über eine Leitung 5 zu einem Auffangbehälter 2. In diese Leitung 5 ist zum einen eine Einrichtung 3 zur Erzeugung von Magnetfeldern und zum anderen eine Pumpe 4 zum Befördern des Blutes eingeschaltet.

Die Einrichtung 3 erzeugt Magnetfelder von mindestens 2 Tesla. Das Blutplasma wird vom Behälter 1 durch diese Einrichtung 3 in einer Leitung geführt, welche vorteilhafterweise mehrfach axial gebohrt ist. In diesem Magnetfeld wird die RNA und DNA von Partikeln, Bakterien und Viren aufgebrochen.

Die Anlage P kann horizontal oder vertikal angeordnet sein. Ferner kann das Blutplasma in Schleifen durch die Einrichtung 3 geführt sein.

Bezüglich des Magnetfeldes ist auszuführen, daß nicht so sehr die Homogenität des Magnetfeldes von Vorteil ist, sondern der Wechsel, und hier möglichst häufig, der polaren Ausrichtung. Jeder abrupte polare Wechsel zerstört die RNA bzw. DNA.

Claims (8)

1. Verfahren zur Behandlung von RNA und/oder DNA, dadurch gekennzeichnet, daß die RNA und/oder DNA einem magnetischen Feld ausgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Feld eine Stärke von über 2 Tesla besitzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zelluläre RNA und/oder DNA dem magnetischen Feld ausgesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß einer Karzinogenese unterliegende Zellen dem magnetischen Feld ausgesetzt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Viren, Phagen od. dgl. dem magnetischen Feld ausgesetzt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Blutplasma im Durchlauf dem magnetischen Feld ausgesetzt wird.

7. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß magnetische Felder mit aufeinanderfolgend wechselnden polaren Ausrich­ tungen erzeugt werden.

8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Behandlung die RNA und/oder DNA zum Impfstoff wird.