Wetenschap

Voor het eerst in beeld: hoe microgasbelletjes ervoor zorgen dat medicijnen de bloedbaan verlaten

Microgasbelletjes kunnen helpen om medicijnen gericht af te leveren in het lichaam. Erasmus MC-wetenschappers Bram Meijlink en Klazina Kooiman brachten als eersten ter wereld in beeld hoe microgasbelletjes ervoor zorgen dat medicijnen de bloedbaan verlaten. ‘Het geraamte van de cel springt als een elastiekje weg.’

Deel
18 likes
Leestijd 3 min
Bram en Klazina

Microgasbelletjes worden al jaren gebruikt als contrastmiddel bij echografie, en er lopen studies naar het gebruik van microgasbelletjes voor medicatietoediening. Bijvoorbeeld voor chemotherapie, waar de belletjes kunnen helpen om het antikankermedicijn gericht in de tumor af te leveren. Dat is belangrijk, want hoe gerichter de toediening, hoe minder bijwerkingen. Door ultrageluid op het weefsel met de tumor te richten, beginnen de microgasbelletjes te trillen – wel twee miljoen keer per seconde – en verlaten de medicijnen de bloedbaan.

Maar hoe de medicijnen precies de bloedbaan verlaten? Dat was tot op heden onbekend. Dr. Klazina Kooiman en promovendus Bram Meijlink publiceren erover in the Journal of Controlled Release. Meijlink promoveert op dit onderwerp op 6 februari 2025.

Kabels

De wetenschappers ontdekten dat de microgasbelletjes de barrière van de vaatwand kunnen doorbreken doordat zogeheten F-actine stress fibers zich terugtrekken. Die stress fibers zitten in de wand van bloedvatcellen en dienen daar als een soort geraamte. ‘Als je een cel van de vaatwand ziet als een huis’, zegt Meijlink, ‘dan zijn de stress fibers de draagbalken. Ze geven stevigheid en structuur aan de cellen. Maar in plaats van stalen balken, gedragen ze zich als elastiekjes.’

‘Als je een cel van de vaatwand ziet als een huis, dan zijn de stress fibers de draagbalken’

Op het moment dat een microgasbelletje begint te trillen door de geluidsgolven van het ultrageluid komt er een kracht vrij. Dat maakt een klein gaatje in de stress fiber. De stress fiber springt vervolgens weg en neemt de cel in de vaatwand met zich mee. Meijlink: ‘Net zoals wanneer je een knipje zet in een strakgespannen elastiekje. Door de ontstane opening in de vaatwand kunnen medicijnen de bloedbaan verlaten. Dat kan verder geen kwaad – na enkele minuten herstellen de cellen zich weer.’

Microscoop

Kooiman en Meijlink brachten het proces in beeld door een microscoop aan te passen en te koppelen aan een ultrahogesnelheidscamera. Een unieke opstelling, die alleen in het Erasmus MC te vinden is. Daardoor hadden ze gelijktijdig zicht op zowel de vaatwandcellen als de microgasbelletjes. In de video zie je hoe de groene stress fibers wegschieten en de witte cel meenemen, nadat het microgasbelletje (met geel aangegeven) een gaatje heeft gemaakt.

Kliniek

Kooiman gelooft in een grote toekomst voor microgasbelletjes bij medicatietoediening: ‘Het is mijn missie om deze techniek wereldwijd in de kliniek te brengen. Als we beter weten hoe de microgasbelletjes en cellen samenwerken, kunnen we die kennis ook toepassen in de kliniek.’

En dat is belangrijk, want er zijn gigantisch veel goedwerkende medicijnen, maar helaas ook veel bijwerkingen, volgens Kooiman. Daar weet ze zelf alles vanaf. Als tiener leed ze aan de bijwerkingen van de medicijnen die ze moest nemen voor een aandoening aan haar been. Kooiman: ‘Hoe zorgen we dat medicijnen op de juiste plek in het lichaam worden afgeleverd, zodat ze de meeste impact en de minste bijwerkingen veroorzaken? Die vraag is altijd leidend geweest in mijn carrière.’

Biomedisch onderzoek 

Via biomedisch onderzoek werken Erasmus MC’ers aan het begrijpen van biologische en medische basisprincipes. Dit onderzoek vormt de kern van medische vooruitgang en legt de basis voor innovaties die de zorg verbeteren. Zoals beschreven in Koers28, de strategie van het Erasmus MC.    

Lees ook