Universiteit Leiden

nl en

Leidse onderzoekers bereiken doorbraak in onderzoek naar nanotherapie

Nanodeeltjes die medicijnen op een specifieke plek in het lichaam moeten brengen, worden meestal te vroeg afgebroken in de lever. Jeroen Bussmann van de Universiteit Leiden ontdekte een nieuwe manier om dat te voorkomen. Publicatie in ACS Nano.

In nanotherapie worden deeltjes van een nano- tot een micrometer gebruikt om medicijnen af te leveren op specifieke plekken in het lichaam. Bijvoorbeeld om tumoren op te ruimen met veel minder bijwerkingen. Een steeds terugkerend probleem bij de ontwikkeling van deze therapie is dat de lever de nanodeeltjes vaak vroegtijdig afbreekt. Daardoor komen ze zelden op de plek van bestemming aan. Tot nu toe dachten onderzoekers dat opruimcellen in de lever, zogenoemde Kupffercellen, hiervoor verantwoordelijk zijn.

Cellen van de bloedvatwand

Jeroen Bussmann, chemisch bioloog bij de Universiteit Leiden, ontdekte in samenwerking met het Hubrecht Instituut en de Universiteit van Basel dat cellen in de bloedvatwand van de lever (endotheelcellen) vaak een veel grotere rol spelen. Deze cellen hebben eiwitten op hun oppervlak die de nanodeeltjes herkennen en vervolgens opruimen. Het blokkeren van deze eiwitten zorgt ervoor dat de endotheelcellen de nanodeeltjes niet meer afbreken en ze veel langer in het bloed blijven. Dat is van groot belang om medicijnen op de juiste plek in het lichaam te krijgen.

Nanodeeltjes volgen

Bussmann gebruikte zebravis-larven voor zijn onderzoek. ‘Het voordeel hiervan is dat deze larven doorzichtig zijn en we de nanodeeltjes door een microscoop in de bloedvaten kunnen volgen,’ legt hij uit. Het blokkeren van de endotheelcellen deed Bussmann door de zebravis-larven een speciaal polymeer (een lang aaneengeschakeld molecuul) te geven. ‘Als dit polymeer bindt aan de eiwitten op de endotheelcellen, kunnen ze geen nanodeeltjes meer herkennen’, legt hij uit.

De andere opruimcellen in de lever (Kupffercellen), herkennen vooral deeltjes die groter zijn dan 100 nanometer. Door kleinere nanodeeltjes te gebruiken, in combinatie met het speciale polymeer zou dus geen enkele cel in de lever de nanodeeltjes meer kunnen opruimen. Dat bleek te werken: op deze manier toegediende  deeltjes bleven in de bloedbaan zonder afgebroken te worden.

Bloevatcellen slokken nanodeeltjes op

Het moment waarop Bussmann met zekerheid kon zeggen dat de endotheelcellen de nanodeeltjes ook daadwerkelijjk opslokken, is toen hij deeltjes met daarin een giftig stofje aan de zebravissen gaf: ‘Dit stofje is alleen werkzaam binnenin cellen en niet daarbuiten. Dus toen alleen de endotheelcellen doodgingen, wist ik zeker dat dit kwam doordat ze de nanodeeltjes hadden opgenomen.’

Met de zebravis-larven ontdekte Bussmann ook welk eiwit in de endotheelcellen precies bindt aan de deeltjes: namelijk Stabiline-2. Het uitschakelen van het gen voor Stabiline-2 resulteerde dan ook in veel minder afbraak van nanodeeltjes. Bussmann wil nu een molecuul ontwikkelen dat specifiek bindt aan Stabiline-2. Hiermee kan hij de afbraakfunctie van de cellen heel specifiek worden geremd, zonder dat de lever een gedeelte van haar functie verliest.

Nanodeeltjes naar cellen sturen

Bussmann wil ook onderzoeken hoe het eiwit precies bindt aan de deeltjes en hoe de endotheelcellen ze vervolgens opslokken. ‘We willen elke stap van dit proces begrijpen, om uiteindelijk nanodeeltjes te kunnen maken die medicijnen niet alleen in de lever, maar in elk type cel binnen het lichaam kunnen afleveren.’

Het artikel van Jeroen Bussman over nanodeeltjes is gepubliceerd in het tijdschrift ACS Nano.

Deze website maakt gebruik van cookies. Meer informatie