Menselijk exosoom (afb: WikiMedia Commons)

Exosomen zijn eiwitcomplexen die gebruikt worden om  ribonucleïnezuren af te breken en die afval op te ruimen. In eukaryote cellen die wij (mensen) hebben komen die zowel in de kern als in het celplasma voor. Onderzoekers hebben die exosomen nu gebruikt om het effect van gentherapie tegen (hersen)kanker te verbeteren. De nieuwe behandeling vertraagde de groei van hersentumoren (gliomen) bij muisjes en verlengde hun leven.

Exosomen worden door steeds meer onderzoekers gezien als ‘vervoerders’ van therapeutisch materiaal. Die exosomen gaan door voor eigen en wekken geen afweerreactie op. De truc is om menselijke cellen miljoenen van die exosomen te laten maken compleet met lading. Die exosomen zijn gewend om hun lading RNA-afval naar buiten te transporteren (vandaar exo). Die kun je vervolgens verzamelen en reinigen en ze gebruiken als vrachtwagentjes. Die exosomen met hun lading worden vervolgens ingespoten bij de patiënt. “Dat is een therapeutisch nanodeeltje van moeder natuur”, zegt James Lee, emeritus-hoogleraar aan de universiteit van de staat Ohio.

In 2017 maakten Lee en medeonderzoekers enige furore met een regeneratietechniek die ze weefselnanotransfectie noemden. Daarbij gebruikten ze een nanochip om therapeutische waar direct in de huid af te leveren, waardoor de gedifferentieerde (rijpe) cellen kunnen worden omgeprogrammeerd tot een celtype waarbij de behandelde patiënt gebaat is. Na enig verder kijken (dan de neus lang is) werd duidelijk dat de exosomen het geheim van het recept bleken te zijn om de therapeutische middelen af te leveren tot ver onder het huidoppervlak. Die techniek is enigszins aangepast en gaat nu verder onder de naam celnanoporatie.

De onderzoekers plaatsten eenmiljoen gedoneerde cellen op een bewerkte siliciumplak en gebruikten een elektrische stimulus om synthetisch DNA de cel in te loodsen. Gevolg was dat de de cellen de gevormde, overtollige exosomen ging uitspugen. Lee; “Twee vliegen in een klap: die herstellen de gaten in het celmembraan en lozen het afval. De vuilniszak is het exosoom. De inhoud ons medicijn.”
De elektrische stimulering zorgde ervoor dat de therapeutische genen die de cel waren binnengeloodst werden verduizendvoudigd. Dat is voor de onderzoekers een bewijs dat de aanpak opschaalbaar is om genoeg nanodeeltjes (exosomen, dus) te vormen voor therapeutisch gebruik bij mensen. Wezenlijk bij deze gentherapie is te weten welke genen er moeten worden geproduceerd om het probleem op te lossen.
Om hun aanpak uit te proberen deden ze proeven bij muisjes met een hersenkanker (glioom). Het idee was om de tumorcellen te voorzien van het gen PTEN, een kankeronderdrukkersgen. Bij sommige mutatie van dat gen kan het bijbehorende eiwit zijn rol als onderdrukker niet vervullen.

Hersen/bloed-barrière

Lee en de zijnen synthetiseerden het gen. Dat werd vervolgens bij de cellen naar binnen ‘gepropt’, waarnaar het bijbehorende boodschapper-RNA werd aangemaakt. Elk exosoom bevat dat RNA, klaar voor (verder) vervoer, dat niet tegengehouden wordt door hersen/bloed-barrière.
Lee: “Het grote voordeel van deze aanpak is dat die niet giftig is en geen afweerreactie oproept. Exosomen komen bijna overal in het lichaam en passeren ook de hersen/bloed-barrière. Meeste medicijnen kunnen dat niet.” De proef met de muisjes met hersentumoren liet zien dat de aanpak werkte. De groei van de hersentumoren vertraagde, tenminste.

Aangezien die exosoomaanpak ook de hersens ‘bereikbaar’ maken zou die ook geschikt zijn voor de medicijnafgifte bij patiënten met hersenziektes zoals Parkinson of Alzheimer, oppert Lee. “Hopelijk kan dit worden gebruikt in de klinische praktijk. Wij hebben de methode ontwikkeld. Als iemand weet welke gencombinatie een bepaalde ziekte kan genezen maar geen methode zien om dat te doen, dan is die hier.” Zou Lee verdienen aan het oktrooi of zou dat netjes bij zijn universiteit liggen? Ik vraag maar.

Bron: EurekAlert