Geneeskunde op nanoschaal: de veelbelovende toekomst van exosomen

Een miljoen keer kleiner dan een tennisbal, maar mogelijk van levensgroot belang: exosomen zijn piepkleine boodschappers in ons lichaam die een sleutelrol kunnen spelen in de geneeskunde van de toekomst.

Onderzoekers uit China hebben een nieuw en efficiënter proces ontwikkeld om deze zogeheten exosomen te produceren. Deze piepkleine celblaasjes worden steeds vaker onderzocht als basis voor nieuwe medische behandelingen, bijvoorbeeld om beschadigd weefsel te herstellen of ziekten gerichter aan te pakken.

Schrijf je in voor de nieuwsbrief! Ook elke dag vers het laatste wetenschapsnieuws in je inbox? Of elke week? Schrijf je hier in voor de nieuwsbrief!

Biologische koeriers

Exosomen zijn kleine blaasjes die door cellen worden afgegeven en fungeren als koeriers in het lichaam. Ze transporteren als het ware de ‘boodschappen’, waaronder eiwitten en genetisch materiaal, tussen cellen. Zo spelen ze een belangrijke rol bij processen zoals weefselherstel, celvernieuwing en onderlinge communicatie tussen cellen.

Waarom aangepaste exosomen zo interessant zijn

Juist omdat exosomen, in tegenstelling tot levende cellen, zich niet delen of veranderen, gelden ze als een relatief veilige basis voor medische toepassingen. Therapieën met levende cellen brengen meer risico op bijwerkingen met zich mee, zoals tumorgroei.

Bovendien kunnen wetenschappers exosomen aanpassen, waardoor gerichte en effectievere behandelingen mogelijk worden. “Je kunt de gemodificeerde exosomen vergelijken met Iron Man of Captain America: verbeterde versies van mensen na technische aanpassing”, zegt onderzoeksleider Gang Ruan.

Exosomen maken is een lastig proces

Ondanks hun potentie is het lastig om aangepaste exosomen efficiënt te produceren. Het proces bestaat namelijk uit meerdere stappen. Eerst moeten de exosomen worden vrijgegeven door cellen, waarna ze gevuld worden met therapeutische stoffen zoals medicijnen. Vervolgens moeten ze worden gescheiden van de vloeistof waarin ze zijn gekweekt en tot slot moeten ze goed worden opgeslagen. Veel bestaande technieken verbeteren maar een deel van dit proces, waardoor de productie traag, duur en moeilijk blijft op grote schaal.

Nieuw nanodeeltjessysteem

Om dit probleem op te lossen, ontwikkelden de onderzoekers een nieuw systeem met speciaal ontworpen nanodeeltjes die al geladen zijn met medicijnen en andere deeltjes. Volgens hen verbetert de ontwikkeling alle stappen van het productieproces in één keer.

Wanneer cellen met dit nieuwe systeem worden gekweekt, maken ze veel meer exosomen aan dan normaal. Tegelijkertijd worden medicijnen en magnetische deeltjes automatisch in de exosomen verpakt via de opname van de geladen nanodeeltjes. Vervolgens kunnen de exosomen snel worden verzameld met een nieuwe magnetische techniek, die ook op grote schaal efficiënt blijft. Ook blijken ze stabiel te blijven tijdens opslag.

Veelbelovende matroesjkapop

De nieuwe, gemodificeerde exosomen zijn te vergelijken met een Russische matroesjka: ze hebben een slimme ‘laag-in-laag’-structuur van medicijn-in-nanodeeltje-in-exosoom. Daardoor kunnen de exosomen extra veel medicijnen bevatten en zijn ze beter te volgen in het lichaam.

De onderzoekers testten deze exosomen als behandeling bij verschillende ziekten. Zowel in muizen als in testcellen bleek de aanpak goed te werken wat de technologie veelbelovend maakt voor toekomstige medische toepassingen bij mensen.

We schreven vaker over dit onderwerp, lees bijvoorbeeld ook Nieuwe stamceltherapie halveert kans op hartfalen na hartinfarct: resultaten onderzocht vanwege mogelijke onregelmatigheden en Nanomedicijnen flinke stap dichterbij: het draait allemaal om de interactie met water.

Uitgelezen? Luister ook eens naar de Scientias Podcast: