In 2018 werkten Mulder en Van der Meel nog duizenden kilometers van elkaar vandaan – de een in New York, de ander in Vancouver. Mulder, toen verbonden aan het Mount Sinai Hospital, wilde zijn prestigieuze Vici-beurs inzetten om een veelbelovend project op te starten aan de TU/e. Van der Meel, een talentvolle onderzoeker in nanotechnologie met RNA, bleek de perfecte aanvulling. Een Skypecall in 2018 bracht ze samen.

Trojaans paard

Wat Mulder en Van der Meel de perfecte match maakte, was hun complementaire expertise. Mulder werkt al jaren met lichaamseigen nanodeeltjes – lipoproteïnen – als transportmiddel voor medicijnen. Van der Meel specialiseert zich in RNA-therapieën, een veelbelovende techniek waarmee het immuunsysteem kan worden gestuurd. In Canada deed hij onderzoek onder leiding van Pieter Cullis, een pionier op het gebied van nanogeneeskunde en een van de grondleggers van de technologie achter mRNA-vaccins, zoals die tegen COVID-19. De combinatie van deze kennis bleek revolutionair.

Nanomedicijnen maken gebruik van extreem kleine deeltjes – nanodeeltjes – voor gerichte medicijnafgifte. Door medicijnen direct op celniveau af te leveren, kunnen behandelingen efficiënter worden en is er minder kans op bijwerkingen. Een grote uitdaging in dit vakgebied is echter het ontwikkelen van een betrouwbaar transportsysteem dat de medicijnen precies op de juiste plaats in het lichaam brengt.

Mulder legt uit: “Veel nanogeneeskunde richt zich op synthetische materialen, maar wij willen juist lichaamseigen structuren benutten.” De lipoproteïnen die Mulder en Van der Meel gebruiken, zijn van nature een essentieel transportsysteem in het lichaam; zo vervoeren ze onder andere cholesterol en andere vetten door het bloed. “Dat maakt ze een ideaal afleversysteem voor nanogeneesmiddelen”, stelt Mulder. “Het immuunsysteem herkent en accepteert deze vetbolletjes al, dus waarom zouden we ze niet slim inzetten?”

Door RNA-medicatie in deze lipoproteïnen te verpakken, blijft het stabieler en kan het doelgericht worden afgeleverd aan immuuncellen, wat bijwerkingen vermindert en de effectiviteit verhoogt. Mulder: “We bootsen een natuurlijk transportsysteem van ons lichaam na. Het is als een Trojaans paard: het lichaam ziet een onschuldig vetdeeltje, terwijl het in werkelijkheid een krachtig medicijn vervoert.” Van der Meel voegt toe: “We gebruiken de biologie in ons voordeel. In plaats van het lichaam te slim af te zijn, werken we ermee samen.”

Doorbraak in immuuntherapie

“Veel ziektes hebben te maken met problemen van het immuunsysteem”, legt Mulder uit. Een overactief immuunsysteem kan het eigen lichaam aanvallen, zoals bij auto-immuunziekten als diabetes type 1, MS of de ziekte van Crohn. In andere gevallen reageert het immuunsysteem te zwak of verkeerd, bijvoorbeeld bij kanker of chronische infecties. Het nanotransportsysteem voor RNA-medicijnen dat Mulder en Van der Meel ontwikkelen, biedt een manier om immuuncellen doelgericht te beïnvloeden.

“Met RNA kun je het immuunsysteem herprogrammeren”, vervolgt Mulder. “Door precies de juiste signalen af te geven aan immuuncellen, kun je ze activeren of juist afremmen.” De resultaten van laboratoriumexperimenten met muizen met kanker waren verbluffend. “We zagen dat tumoren na slechts één dosis van ons nanomedicijn als sneeuw voor de zon verdwenen”, zegt Van der Meel. “Dat is waanzinnig. We willen dit verder gaan testen bij apen, omdat hun immuunsysteem veel meer op het onze lijkt”, zegt Mulder. “Het ultieme doel is natuurlijk om dit naar klinische toepassingen te brengen.”

Blijvende impact

Vanaf het begin kozen de onderzoekers voor een strategie die gericht was op de lange termijn. “Veel onderzoekers voelen de druk om snel te publiceren, maar wij wilden iets bouwen dat echt blijvende impact zou hebben”, zegt Mulder. Om grote resultaten te behalen, moet je eerst investeren in het bouwen van een infrastructuur waarin dit mogelijk is, benadrukt hij. Pas daarna kun je technologie ontwikkelen, testen en optimaliseren tot iets dat zowel relevant als bruikbaar is.

Met de Vici-beurs als basis creëerden ze een omgeving waarin tijd en middelen werden vrijgemaakt voor diepgaand onderzoek, in plaats van snelle publicaties zonder blijvende impact. Het onderzoeksteam telt inmiddels meer dan dertig mensen, verdeeld over Eindhoven en Nijmegen, en is actief binnen zowel TU/e als Radboudumc.

Volgens Mulder is de onderlinge band geen bijkomend voordeel, maar een voorwaarde voor succes. “Voor het type onderzoek dat wij doen – waarbij je samen bouwt aan een groot verhaal – is een goede sfeer essentieel.” Het sociale aspect is ook cruciaal bij het aannemen van nieuwe teamleden. “Praktische en technische vaardigheden kunnen we ze aanleren, maar de instelling en hoe iemand in de groep past, dat kunnen we niet veranderen. Dat is nog belangrijker”, zegt Van der Meel.

Van lab naar patiënt

Die lange adem, hechte samenwerking en vastberadenheid werden beloond. Publiceren in twee gerenommeerde tijdschriften – Nature Biomedical Engineering en Nature Nanotechnology – is een mijlpaal, maar voor de onderzoekers voelt het zeker niet als een eindpunt – eerder als het startschot voor de volgende uitdaging. “Na zo’n publicatie stopt het voor veel projecten, maar bij ons begint het dan pas echt”, zegt Van der Meel.

Om de technologie naar patiënten te brengen, richtte Mulder Biotrip op, een bedrijf dat zich richt op de ontwikkeling van patenten en de toepassing van de technologie in de medische praktijk. Inmiddels lopen er al negen patentaanvragen.

“We kijken naar verschillende toepassingen, van kanker tot hart- en vaatziekten”, vertelt Mulder. “Therapieën op basis van RNA zullen altijd een afleversysteem nodig hebben. Als we precies kunnen sturen naar welke cellen en weefsels de medicijnen gaan, opent dat een wereld aan mogelijkheden”, aldus Van der Meel.

Hun ultieme droom? “Hier, tussen Nijmegen en Eindhoven, met eigen mensen echte impact maken voor patiënten”, besluit Mulder. En met de snelheid waarmee hun onderzoek zich ontwikkelt, lijkt die droom steeds dichterbij te komen.