E. coli-bacteriën

Als we medicijnen nodig hebben slikken we die (of wat dan ook) en hopen dat die op de bestemde plek terecht komen om hun heilzame werk te doen. Het grootste deel wat we slikken gaat vaak verloren. Al heel wat jaren wordt er onderzoek gedaan om medicijnen daar in het lichaam af te leveren waar ze nodig zijn. Voor zover ik weet (maar ik weet ook maar weinig) wordt die techniek in de praktijk nog nauwelijks toegepast. Onderzoekers van, onder meer, het Max Planckinstituut rond Metin Sitti hebben uitgaande van genetische verander E. coli-bacteriën mikrongrote ‘rototjes’ gemaakt die overal in ons lichaam medicijnen kunnen bezorgen. Die maken gebruik van de bacteriële ‘zintuigen’ om daar hun weg te vinden, aangestuurd door magnetische of geluidssignalen.
Om dat te bereiken moeten die ‘robtotjes’ onverdacht zijn voor ons afweersysteem. Daarnaast moeten ze zich door allerlei moeizaam begaanbare terreinen wringen zoals viskeuze omgevingen en door celwanden (om hun lading af te leveren). Daarin slaagden die onderzoekers (deels) door de, genetisch veranderde E. coli’s te combineren met erythrosomen (lege membranen van rode bloedlichaampjes).
Nanoerythrosomen zijn kleine ‘bootjes'(vesikels) die je krijgt door de bloedcellen leeg te maken. Dan houd je het celmembraan over. Vervolgens filter je daar de kleinste bootjes uit (in de ordegrootte van nanometers, eenmiljardste meter).
Dat bloedcelmembraan koppel je aan het bacteriemembraan door via twee eiwitten: biotine (vitamine B8) en streptavidine. Dat zorgt ervoor dat twee membraaneiwitten op het bloedcelmembtraan actief blijven: TER199 dat nodig is om de bloedcellen aan het bacteriemembraan te koppelen en CD47 om te voorkomen dat de constructie wordt aangevallen door macrofagen (afweercellen) .

De E. coli doet het werk. Die wurmt zich door het lichaam. Het blijkt dat E. coli’s gekoppeld aan erythrosomen 40% sneller gaan dan die bacteriën gekoppeld aan andere deeltjes. Ook zou deze combinatie minder reactie oproepen van het afweersysteem dan andere ‘microzwemmers’ als gevolg van de afmetingen van de erythrosomen en de dichtheid daarvan op het bacteriemembraan.

Tumoren

Dat betekent dat die biorobotjes sneller hun medicijnen kunnen afleveren en minder te duchten hebben van het afweersysteem dan concurrente systemen ten gevolge van hun samenstelling, stellen de onderzoekers. Ze willen dat nog verder verbeteren en ook uitvinden hoe die robotjes de cel, bijvoorbeeld een tumorcel, kunnen binnendringen om hun lading af te geven.
Sitti: “Dit onderzoek is een belangrijke stap op weg naar biohybride microrobots voor therapeutische doeleinden. Als je de afmetingen van de bloedcellen verkleint tot nanoschaal en past het membraan van de bacterie aan, dan krijg je extra superieure eigenschappen die wezenlijk zijn voor de overgang naar de klinische praktijk.” Heel mooi, maar we zijn nog steeds braaf aan het wachten…

Bron: Alpha Galileo (kan het bijbehorende artikel in Alpha Galileo en dat in APL Bioengineering niet vinden)