Een functionele kunstmatige cel gestabiliseerd door een biomimetisch cytoskelet

Op cellen gebaseerde producten worden met grote impact gebruikt in een grote diversiteit aan zowel nieuwe als reeds lang gevestigde therapeutische toepassingen. Erytrocyten worden bijvoorbeeld gebruikt om wereldwijd dagelijks duizenden levens te redden. Maar in lage- en middeninkomenslanden zijn hun schaarste en onveilige controle een endemische last die levens kost. Omgekeerd degradeert het hoge prijskaartje van CAR-T-celproducten dergelijke therapieën tot behandelingen in laatste instantie, zelfs in ontwikkelde landen. Daarom zouden synthetische strategieën (d.w.z. kunstmatige cellen) dergelijke celproducten veiliger en goedkoper kunnen maken. In het paradigmatische geval van erytrocyten zijn de eigenschappen van hun cytoskelet essentieel om de bloedstroom tot stand te brengen en te reguleren, wat op zijn beurt zorgt voor voldoende weefseloxygenatie. Deze eigenschappen zijn afkomstig van hun cortex, een 'nanoscopisch chassis' dat is samengesteld uit meerdere eiwitten die het celmembraan erboven stabiliseert en verankert. Pogingen om een vergelijkbare cortex te reconstrueren in gigantische unilamellaire blaasjes (GUV's) hebben tot nu toe slechte resultaten opgeleverd met structuren die de eigenschappen van inheemse erytrocytencortices niet kunnen herstellen. In dit project zullen we druppelgebaseerde microfluïdische strategieën voor de vorming van GUV's aanpassen om ze te integreren met een '3D nano-geprinte' biomimetische cortex. Dergelijke structuren zullen worden verkregen via 2-foton nanolithografische technieken waarvan is aangetoond dat ze het vermogen bieden om nanometrische scaffolds te modelleren met afmetingen die vergelijkbaar zijn met die van natieve cellulaire cortices. We zullen de fysisch-chemische en functionele eigenschappen van deze cortex-gestabiliseerde GUV's verder karakteriseren om specifieke eigenschappen (zoals vorm, vervormbaarheid en gasuitwisselingscapaciteit) van natieve erytrocyten kunstmatig te herstellen.