Met de NANOSPRESSO wordt het maken van medicijnen voor zeldzame ziektes net zo eenvoudig als koffie zetten

Het concept roept direct de vergelijking op met een koffiemachine. Je stopt er de gewenste koffiecup of -pad in en zet, met één druk op de knop, een verse kop koffie. Zo moet ook de medicijndispenser over een aantal jaren in een ziekenhuisomgeving gaan werken, legt Martin Bennink uit. “Rond de distributie van covid-vaccins hebben we gezien dat ze soms onder bijzondere omstandigheden, bijvoorbeeld gekoeld, verzonden moeten worden. Een kostbaar en lastig proces, dat ook wel eens misloopt. Bij covid-vaccins, die in grote hoeveelheden geproduceerd worden, heeft centrale fabricage nog steeds de voorkeur. Maar als je praat over vaccins of medicijnen die specifiek afgestemd zijn op één individu, is dat niet haalbaar. Ook omdat medicijnen niet oneindig houdbaar zijn.”

Een belletje met vloeibare medicatie

En dus kan de NANOSPRESSO-NL een oplossing zijn. Om hele specifieke medicijnen te maken, op de plek waar ze nodig zijn. Daarbij gaat het niet om pillen, maar om nanodeeltjes waarin ter plekke vloeibare medicijnen worden geperst. Dat proces vindt plaats op een microfluïdische chip. Een plastic plaatje met drie kanalen, zo legt Bennink uit. “Het middelste kanaal is gevuld met een lipide oplossing: het omhulsel. De twee buitenste kanalen met een mRNA-oplossing: het medicijn. Deze nanodeeltjes worden nu in grote oplossingen, in bulk gemaakt. Op de chip willen we dit proces beter controleren en begrijpen. Daarnaast willen we deze chips maken met goedkope technieken, zoals een 3D-printer of lasersnijder.”

Medicijnen voor zeldzame aandoeningen

Uiteindelijk is er sprake van een cartridge, die in een machine gedrukt wordt. Daarmee wordt de cartridge geactiveerd en het medicijn gemaakt: het mRNA wordt in dit proces ingekapseld in liposomen. Het apparaat vervaardigt de nanodeeltjes in de chip, die er vervolgens in een kleine container weer uitkomen. Op dat moment kan het vloeibare medicijn geïnjecteerd worden, vertelt Bennink. Met welke medicijnen is dit mogelijk? “Met ons onderzoek richten we ons op medicatie voor zeldzame aandoeningen. Ziektes waar de farmaceutische industrie minder interesse in heeft. Omdat het aantal benodigde medicijnen zo laag is, dat de kosten hoger zijn dan de opbrengsten,” aldus Bennink. “Nu focussen we op mRNA-medicatie, die voornamelijk gebruikt wordt voor jonge kinderen met metabole ziekten. Deze moleculen kunnen op celniveau hele specifieke processen op gang brengen. Denk bijvoorbeeld aan het afremmen of aanmaken van een bepaald eiwit. Op termijn voorzie ik dat er meer mogelijk is.”
 

Van glasplaatjes naar perspex

Saxion werkt de komende zes jaar met een omvangrijk consortium van partners samen om tot een prototype van de NANOSPRESSO te komen. Waar zit de specifieke rol en expertise van onze hogeschool? “Met name in de ontwikkeling van de chips. We zijn daar goed in en hebben de laatste jaren enorm geïnvesteerd in onderzoek naar het zo goedkoop en efficiënt mogelijk produceren van deze chipjes. De huidige generatie chips voor deze doeleinden bestaat uit glasplaatjes. Die worden met redelijk kostbare technologie gemaakt. Dat maakt uiteindelijk zo’n device erg duur. Met onze samenwerkingspartner Solstice Pharmaceuticals uit Enschede willen we een soort disposable ontwikkelen. Een plastic plaatje, waarvan het perspex nauwelijks iets kost en waarin we toch relatief eenvoudig de kanaaltjes aan kunnen brengen. Wanneer je dat op kunt schalen, worden die chipjes met een stuksprijs van vijftig cent ook ineens interessant voor de markt. Zo vinden dit soort oplossingen ook echt hun weg naar de ziekenhuisapotheek.”

Aansluiting bij de markt

Dat is precies zoals onderzoeken in het kader van de NWA (Nationale Wetenschapsagenda) bedoeld zijn. Geïnspireerd door een maatschappelijk vraagstuk, moet het onderzoek niet alleen fundamenteel aantonen dat iets mogelijk is, maar ook een praktische toepassing opleveren die daadwerkelijk impact heeft. “Dit gaat verder dan dat we straks in een lab kunnen laten zien dat het werkt. De komende jaren nemen we een aantal maatschappelijke partners mee, die ons helpen een prototype neer te zetten dat aansluiting kan vinden bij de markt. We hebben al die kennis en perspectieven nodig. Van het juridische tot het farmaceutische domein en alles dat daar tussenin zit.”

Eerste mijlpaal

Wat wordt de eerste mijlpaal in het onderzoek? “Dat we leren hoe we die nanodeeltjes op een goedkoper chipformat kunnen maken. Een belangrijke eerste stap. Maar het wordt een complex proces, omdat we medicijnen maken. Dat gebeurt in Nederland onder specifieke, beschermde omstandigheden. Ons device moet natuurlijk aan al die voorwaarden voldoen. Aan de implementatiekant moet de NANOSPRESSO straks door het Europees Geneesmiddelen Agentschap, de EMA, gevalideerd worden. Dat is natuurlijk terecht. Als dit onderzoek er toe leidt dat we mensen met zeldzame aandoeningen ter plekke van de juiste medicijnen kunnen voorzien, gaat dat op veel manieren een wereld van verschil maken.”