22 januari 2016 door Webredactie Communication

Door extreem kleine belletjes te blazen, zijn wetenschappers van het Kavli Institute of Nanoscience van de TU Delft er in geslaagd om op een efficiente manier zogenoemde liposomen te maken. Deze zeer kleine zeepbelachtige blaasjes kunnenmedicijnen in het lichaam afleveren, maar vormen ook de basis voor de productie van kunstmatige cellen. De onderzoekers publiceren over hun bevindingen in de online editie van Nature Communications op vrijdag 22 januari.

Celdeling

Een van de meest uitdagende doelen in de huidige levenswetenschap is het creeren van kunstmatige cellen uit losse componenten, om het functioneren van biologische cellen verder te ontrafelen. Een eerste stap op weg naar deze kunstmatige cellen is het efficient produceren van zogenoemde liposomen; dit zijn zeer kleine zeepbelachtige blaasjes gevuld met water en met een vetachtige wand. Ze lijken daarmee op lege `echte' cellen. Liposomen worden onder meer al gebruikt om medicijnen in het lichaam af te leveren.

In een lab op een chip

Onderzoekers van de TU Delft zijn er nu in geslaagd om deze liposomen op een zeer efficiente manier te produceren. Ze gebruiken een microvloeistof lab-op-een-chip techniek, waar ze met kleine vloeistofstromen liposomen maken, in een proces dat veel weg heeft van hoe je zeepbellen blaast (zie video). `Er waren al wel manieren om liposomen te maken, maar deze hebben voor onze doeleinden belangrijke nadelen', vertelt Siddharth Deshpande, postdoc in de onderzoeksgroep van Cees Dekker, die het onderzoek leidt. `Het proces was te langzaam en vooral niet zuiver genoeg.'

1-octanol

Bij de nieuwe `bellenblaasmethode' wordt een alcohol als oplosmiddel gebruikt. Een van de problemen van eerdere technieken was het achterblijven van het olie-achtige oplosmiddel in de liposomen. Op zoek naar verbetering van de productietechniek, probeerde Deshpande onder meer de alcohol 1-octanol uit als alternatief oplosmiddel. Het resultaat overtrof de verwachtingen want in de gevormde liposomen bleek 1-octanol zich spontaan en snel naar een kant van het liposoom te bewegen, waarna een druppeltje met 1-octanol zich binnen enkele minuten spontaan zelf afscheidt.

Deshpande: `Wat overblijft, zijn zuivere liposomen met de afmetingen van een biologische cel (5-20 micrometer) en een vettige wand, waarvan we inmiddels hebben kunnen aantonen dat die lijkt op die van een `echte' cel, bijvoorbeeld die van een bacterie.'

Eiwitten

De methode is inmiddels OLA gedoopt (octanol-assisted liposome assembly). Dekker vertelt: `OLA biedt een flexibel productieplatform voor toekomstige kunstmatige cellen. We willen de liposomen gebruiken als startmateriaal voor kunstmatige cellen. Ons volgende doel is om deze liposomen te laten delen, via de toevoeging van speciale eiwitten als FtsZ en ZipA, die een ring vormen langs de evenaar van het liposoom. Hier zijn we al mee aan het experimenteren. Als het lukt, kunnen we zeepbellen maken die autonoom dochterzeepbellen zullen produceren. Dat zou ons spectaculair inzicht kunnen geven in het delingsmechanisme van bacteriele cellen.'

Het onderzoek van de groep van prof. Cees Dekkker is mede-gefinancierd door NWO (TOP-PUNT-Subsidie) en de European Research Council (ERC Advanced Grant).

Meer informatie

Prof. Cees Dekker, c.dekker@remove-this.tudelft.nl, zie ook Cees Dekker Lab.

Artikel: Nature Communications, "Octanol-assisted liposome assembly on chip" ,(DOI: 10.1038/NCOMMS10447) Auteurs: Siddharth Deshpande, Yaron Caspi, Anna EC Meijering, en Cees Dekker.