Transkribering av #136: Hur kommunicerar celler?

CECILIA

Samir El Andaloussi är professor i biomolekylär medicin och avancerad terapi vid institutionen för laboratoriemedicin vid Karolinska institutet. Hans forskning handlar om hur så kallade exosomer, små blåsor som naturligt sköter transporter mellan celler kan användas för att transportera läkemedel till rätt plats i kroppen och in i rätt celler.

ANDREAS

Och din första fråga till honom, Cecilia löd: Hur pratar celler med varandra?

SAMIR

Ja, det finns ju en mängd olika sätt celler kan prata med varandra. De kan ju, om de sitter bredvid varandra prata med varandra för att de är i fysisk kontakt.

CECILIA

Okej.

SAMIR

Och ska de kommunicera på distans är det ofta med det som klassiskt är tillväxtfaktorer, olika proteiner som en cell skickar ut och som en annan känner, eller hormoner. Och sen då det senaste tillskottet i den där kommunikationen är det vi brukar kalla extracellulära vesiklar. Så det är som, man kan säga som ett packe med en massa olika proteiner och signalmolekyler som en cell skickar ut och som kan kommunicera med en mottagarcell. Också precis bredvid sig själv eller på avstånd.

CECILIA

Ja, för du sa att två som är precis bredvid varandra pratar, hur sker det?

SAMIR

Ja, men då är det att man har en cell-cellkontakt och att man kan ha olika junctions mellan cellerna så att det kan föras över från en cell till en annan.

CECILIA

Så det är som kanaler mellan dem?

SAMIR

Ja, precis. I vissa specialiserade celltyper.

CECILIA

Och så åker det ämnen där som talar om vad som ska ske?

SAMIR

Ja, precis. Och i nervceller, man pratar om extracellulära vesiklar, men även i neuronerna, i synapsen så utsöndras det små neurotransmittorer i väldigt höga koncentrationer nära nästa neuron, och så kommunicerar man med varandra på det viset. Så det finns ju ett gäng olika sätt för celler att kommunicera.

CECILIA

För när behöver cellerna kommunicera med varandra?

SAMIR

Ja, det är till exempel att man idrottar eller vid muskelaktivering och då behövs det näring. Det kan vara att muskler signalerar till andra celler. Det kan vara att man har en infektion så en cell behöver signalera till andra celler så de är medvetna om att nu är det dags att komma hit och ta hand om det. Alltså det finns många olika slags stimuli-inducerade kommunikation mellan celler.

CECILIA

Och du nämnde det här med exosom.

SAMIR

Ja.

CECILIA

Vad är det då?

SAMIR

Populärvetenskapligt brukar man kalla det membranblåsor. Så det är liksom så små, 100 nanometer ungefär, så man kan inte se dem. Det är små bubblor som har ett lipidmembran runt sig, ett fettlager. Och i det här fettlagret sitter det dels en hel rad olika proteiner, men även kolhydrater som sticker ut från de här proteinerna. Och sen på insidan av det här så finns det olika genetiska material, framför allt RNA som kan koda för proteiner eller små RNA som kan modulera eller påverka genuttryck i andra celler. Och sen lipiderna i sig, de kan också vara bioaktiva och ha en biologisk funktion. Så man skulle kunna likna det vid en, jag brukar säga en signalosom, för att till skillnad från ett hormon eller en tillväxtfaktor, så är det ju hundra, om inte tusentals olika molekyler i den här membranbubblan som då kan påverka en mottagarcell.

CECILIA

Oj, det verkar lite ospecifikt liksom.

SAMIR

Ja, både och. Men det är också förmodligen ett väldigt potent sätt att överföra en signal i och med att du har så många olika komponenter där. Vi brukar istället säga EVs eller extracellulära vesiklar, för att det finns en rad olika sådana här membranblåsor som utsöndras av cellerna och en typ är exosoma. Och det som definierar dem är att de har en väldigt specifik biogenes, alltså hur de bildas. Och de bildas via det som kallas en endolysosomal pathway, alltså compartments inne i cellen som har i funktion att degradera molekyler eller att frisätta. Men sen finns det också väldigt många vesiklar som bara bläbbar av från ytan av en cell.

CECILIA

Bläbbar av?

SAMIR

Ja, vad ska man säga? Som att en membransnutt klipps bort och så får man en bubbla liksom. Och då brukar man kalla det ektosomer eller mikrovesiklar. Men gemensamt då, namnet här brukar vi kalla extracellulära vesiklar, där exosomer utgör en typ. Och det finns dessutom, har man insett de senaste fyra, fem åren, en massa olika typer av exosomer från en individuell cell. Så det är extremt komplicerat. Det är inte så att man har en typ av exosomer och det är det en cell utsöndrar, utan de är väldigt heterogena. Det vill säga att om man tittar på dem individuellt så har de nästan alla lite olika sammansättning. Och vi vet inte vad det har för betydelse än, utan det är en stor del av forskningen kring de här vesiklarna att förstå den här heterogenheten. Eller mångfalden.

CECILIA

Men ska vi ens kalla dem exosomer då?

SAMIR

Ja, men det tänker jag för enkelhetens skull kan man göra det. Det är det väldigt många som gör och i fältet så är det många som använder det som en term.

CECILIA

För du kallar dem ESV?

SAMIR

Ja, EVs, extracellulära vesiklar.

CECILIA

Men hur länge har man känt till att det finns något som kallas exosomer, de här vesikelbubblorna?

SAMIR

Specifikt exosomer tror jag att 1984 var året man specifikt identifierade exosomer. Men det fanns även litteratur långt innan det, man pratade om platelet dust, att blodplättar kunde utsöndra eller shedda sådana här vesiklar. Men då framstod det mer som att det var skräp som cellen skickade ut.

CECILIA

För jag tror att jag fick lära mig att exosomer var ett sätt för cellerna att bli av med skräp, när jag pluggade på 90-talet.

SAMIR

Ja, men så var det nog. För det som gjorde att det verkligen fick en revival, det var i slutet på 90-talet när Raposo och en del andra visade att exosomerna kunde inducera immunstimulering. Man började använda dem helt enkelt. Man hade antigenpresenterande celler och sen så gav man ett tumörantigen till exempel till de här cellerna. Då laddades det in i exosomer. Då kunde man använda exosomerna för att stimulera ett immunsvar mot tumörerna.

CECILIA

Alltså immunförsvaret sattes igång?

SAMIR

Precis, specifikt mot tumörerna. Nu hade de presenterat antigenen på vesiklarna, på de här exosomerna. Det var det som egentligen satte igång fältet. Det var startskottet för att börja förstå att de här kanske man dels kan använda terapeutiskt, men de har förmodligen någon form av biologisk relevans. Men det gapet mellan 83-84 någonting fram till slutet på 90-talet, då var det det här med transferrim receptor recycling och sånt. Man visste att det fanns någon form av roll, men man visste inte mer än så.

CECILIA

Nej.

SAMIR

Jag tror att det ofta är så i vetenskapen att om något är biologiskt viktigt eller inte, när man ser att det har en tillämpning. I det här fallet då som ett tumörvaccin, då blir det lite så här, oj, de är nog viktiga. När man bara ser någonting och inte att de har någon biologi, då är det väl egentligen inte viktigt förrän man ser den biologin.

CECILIA

Och varför man inte hade sett det var att det var svårt att studera på nära håll så här små strukturer.

SAMIR

Ja, dels det och dels att, ska man också titta på verktygen vi hade att titta på hur celler påverkas och sånt, så var det ju inte lika avancerat som det är idag.

CECILIA

Så vad använder ni för verktyg för att titta på dem idag?

SAMIR

Det finns ju en rad olika, men det vi framförallt använder är det som kallas nanotracking analysis. Det är en teknik där man tittar på brownian motion, alltså hur små partiklar rör sig och hur de sprider ljus. Och genom att veta hur de rör sig och hur de sprider ljus kan man bestämma storlek på de här partiklarna och man kan bestämma diameter. Man kan inte säga att det är en exosom eller om det bara är en annan nanopartikel, alltså en partikel av samma storlek som är ett prov. Och då har man utvecklat olika, det finns antikroppar man använder för att märka specifika proteiner på de här vesiklarna som man vet ska vara där. Och då kan man titta, fast i fluorescens då, man använder antikroppar som är märkta med fluorescens och så kan man studera dem. Vi använder även metoden som kallas flödescytometri, det man använder för celler normalt sett, men det är bildbaserad flödescytometri. Då kan vi också studera de här individuella vesiklarna och se om protein A finns på en och protein B på en annan. Det är det som har kommit, att man kollar på individuella. Man kan också med högupplösningsmikroskopi, konfokalmikroskopi, också nu studera individuella vesiklar, vilket var jättesvårt förut. Det är för att studera dem individuellt, men det man traditionellt har gjort är att man har isolerat en massa och analyserat dem och så har man tittat, ja men protein A och B finns, men det är ju bulk, då är det ju i en hel preparation.

CECILIA

Ja, just det, att man isolerar fram en massa av exosomer och så har sönder dem och tittar vad de innehåller.

SAMIR

Precis, exakt, det är så man traditionellt har gjort och det är ju det klassiska biokemisättet att analysera ett biologiskt system.

CECILIA

Det blir inte så exakt direkt.

SAMIR

Men då har du ingen aning om hur de skiljer sig mellan varandra.

CECILIA

Nej, just det. Om exosomer används för att när celler pratar med varandra, då, i vilket skede plockar ni ut dem så att säga? För ni kan ju inte studera dem i kroppen just när det händer, eller?

SAMIR

Nej, det kan vi inte. Vi håller på och försöker bygga genetiska modeller för att göra det, men det vi framför allt gör, eftersom mitt intresse är att använda de här för terapeutiskt syfte, så har vi studerat mycket exosomer från cellkulturer. Vi har olika celllinjer där vi producerar, där vi tar mediet som är runt cellerna och isolerar de här exosomerna. Och det har vi gjort från en rad olika celler för att bara titta vad de innehåller. Man vill ju gärna inte ha exosomer från en cell som innehåller en massa onkogener så att man skulle få cancer. Det är alltså bara som ett exempel.Så har vi även studerat så klart, mer så här, mesenkymala stamceller som man använder till exempel för regenerativ medicin för att behandla kroniska eller akuta inflammationstillstånd. Där har vi ju sett att beroende på hur man odlar cellerna, så får ju exosomerna… exosomerna är ju alltid en liten minibild av vad cellen innehåller. Så om man då till exempel har lågt syre när man odlar cellerna, då får man en viss komposition eller sammansättning av exosomerna. Om man tar bort näring från mediet, och det på något sätt efterliknar det som händer om man har en vävnadsskada, det kanske blir lite lägre syresättning, då kommer stamcellerna. Det är ju teorin att då blir de regenerativa, ska hjälpa till att läka skada. Såna saker har vi 

 tittat på. Och sen har även mycket jobb gått in i att kunna isolera dem här på ett bra sätt. Så att man har rena exosomer, eftersom cellen utsöndrar inte bara exosomer utan en rad andra saker. Så mycket jobb har gått till att kunna separera ut exosomer från lösliga faktorer som finns från de här olika cellerna.

CECILIA

Men om ni då odlar celler och så kommer det exosomer med ett visst innehåll, tänker du då att det är ett sätt för cellerna att säga någonting?

SAMIR

Absolut, en signalosom.

CECILIA

En signalosom.

SAMIR

Ja, jag tror det är ett sätt att snabbt kunna kommunicera med omgivning. Sen är det ju en fråga hur den här kommunikationen sker. Jag är ju av uppfattningen att den sker mest för att det är en massa ytmolekyler på exosomerna som sen kan stimulera celler snabbt, mottagarceller. Jag är inte lika säker på att det de bär inuti, det vill säga de här RNA, att det är de som funktionellt överförs och sen har en effekt i mottagarcellerna. Men det är stimuliinducerat, men även för homeostas. Och sen tror jag att det finns en komponent av waste, alltså att det är skräp. För att väldigt många av exosomerna som utsöndras och som vi isolerar, om vi injicerar dem i möss, då ser vi att väldigt mycket av en injicerad dos tas omedelbart om hand av levern och degraderas i makrofag och monocyter. Jag tror att en stor del av det en cell utsöndrar är just att istället för att cellen som sådan behöver ta hand om waste, så utsöndrar man dem, och så spottar den ut det och så använder man levern som ändå är vår kropps främsta organ för att bryta ner det som man inte ska ha. Och det är något vi inte kanske visste för 5-7 år sedan eller inte trodde framför allt, men om man tittar på hur mycket av en injicerad dos som faktiskt blir clearad eller nedbruten i makrofag, så tror jag att en del i det är så i alla fall.

CECILIA

Jag tänkte bara gå tillbaka till det här med storleken på de här. Går det att göra någon jämförelse? Om vi tänker att cellen är...

SAMIR

10 mikrometer kanske.

CECILIA

Ja, det säger mig ju ingenting. Men om vi tänker att cellen är som ett jordklot då? Hur liten är exosomen då?

SAMIR

Ja, om vi försöker sätta det. I diameter är det en faktor 100, så en hundradel av planeten, så vad skulle det motsvara? Något europeiskt land, lite mer kanske. Väldigt, väldigt liten. Samma storlek som ett retrovirus som man får HIV av eller ett coronavirus. I den storleken. Det här är intressanta synergier, det kanske vi inte ska prata om. Men jag tror att det är de här mekanismerna som virus har hijackat eller använder sig av för att tas upp av celler. Det är ju samma som exosomerna använder.

CECILIA

Är de som en liten exosom kan man säga?

SAMIR

Absolut. Inte alla virus, det finns ju de som har ett membranhölje, alltså enveloped. De påminner väldigt mycket, eller en exosom påminner om dem. Vad som kom först kan ju diskuteras. Sen har man ju kapsidvirus, som bara är som en proteinpartikel. De är lite annorlunda. Men storleksmässigt är det lite som att studera virus. Så finns det större virus och det finns ju de som är mindre än exosomer. Men väldigt många är där runt 80 till 120 nanometer.

CECILIA

Okej, så vilka användningsområden ser du för exosomer potentiellt?

SAMIR

Ja, det ena är vad jag ser och det andra är vad fältet ser. Men det man kan säga som är väldigt mycket gjort på är att försöka använda exosomer istället för stamceller. Istället för att använda mesenkymala stamceller för att behandla akut eller kronisk inflammation eller när man haft en vävnadsskada.

CECILIA

Hur funkar det?

SAMIR

De innehåller en hel del antiinflammatoriska molekyler som gör att man först och främst blockar ett immunsvar. Eller modulerar, ska man säga. Sen har de också faktorer som gör att man kan stimulera blodkärl, så att nya blodkärl växer in i ett skadat område. Det är det de används för, de här mesenkymala stamcellerna. Sen på tidigt 2000-tal så började det komma forskning som visade att om man tog det här mediet som man hade odlat cellerna i och injicerade det i prekliniska molekyler, då såg man ungefär samma biologiska effekter som man faktiskt ger stamcellerna. Med ännu mer forskning innan 2008, 2010, mycket i Singapore, då kunde man isolera ut den här exosomfraktionen och insåg att den gör precis det stamcellerna gör. I de flesta fall. Och där kan man ju se en stor fördel kanske i användande av de här vesiklarna, för att de har ju inget genomiskt DNA, så det finns ju ingen riktig risk för att de skulle transformera. De kan inte transformeras och bli en cancercell. Men det kan ju en mesenkymal stamcell teoretiskt göra. Så de har inget genetiskt material, de kan inte replikera, det vill säga föröka sig, utan det är den effekten man har. Och det som stödjer är att det kanske är rimligt att det här är det man kallar en parakrin effekt, alltså att det kommer från det stamcellerna utsöndrar är att i nästan alla fall när man injicerat stamceller så ser man att de inte stannar i kroppen utan de är där och så försvinner de. Men de har fortfarande långvarig biologisk effekt i människa. Och då är en teori att det är för att det är vesiklarna som utsöndras från de här. Det är fortfarande mycket forskning som kvarstår där, men det är väl ett användningsområde, så att brett där man använder mesenkymala stamceller så kan man nog tänka sig att man kan använda de här vesiklarna istället. Och många nya kliniska prövningar är baserade på att man ger stamcellerna, men den föreslagna biologiska mekanismen är att den är parakrin, det vill säga att det är från det de utsöndrar.

CECILIA

Men det har ännu inte gjorts några kliniska prövningar med bara vesiklarna?

SAMIR

Det har gjorts en hel del, en hel del patienter har behandlats, men systematiska kliniska prövningar är pågående. Jag vet inte riktigt hur de ser ut än, men det är en hel del. Det är nog där det kliniskt har kommit längst. De tidigaste kliniska användningarna, och det är nästa område som jag sa tidigare, det är att framför allt i Frankrike så hade man det här att man använde antigenpresentererande celler som man gav tumörantigen till. Och försökte använda vesiklarna från de här antigenpresenterande cellerna för att rikta ett immunförsvar mot tumörer. Så det är ett område. Vaccinering, det behöver inte vara en tumör eller antigen, det kan ju vara för ett virus eller någon annan sjukdom. Så det är också ett område. Det som vi mer är intresserade av är vad begränsningen är. Eftersom de är biologiska, de här vesiklarna finns när vi gör en blodtransfusion i kliniken eller vad man än gör, så ger man blod från en patient till en annan och den innehåller massa exosomer. Man får plasma och det innehåller massa exosomer och det är väldigt sällan du utvecklar ett immunförsvar mot exosomerna. Så de är väldigt väl tolererade. Så min tanke, och där jag tror att det finns en del, det är att man kan försöka specifikt ladda de här med läkemedel av olika typer. Och sen styra dem, alltså att man genetiskt kan modifiera dem för att styra dem till något visst organ och leverera olika...

CECILIA

Alltså att man ger blod som innehåller...

SAMIR

Nej, inte att man ger blod, utan det var bara ett exempel på att de är tolerabla eller vad kallar man det?

CECILIA

Att vi reagerar inte, vårt immunförsvar reagerar inte när vi injicerar dem.

SAMIR

Och om du tänker dig de här covidvaccinerna och mycket av nanomedicinfältet, där använder man ju lipidnanopartiklar för att leverera. Och de är ju väldigt effektiva, men de är inte gruppsegna. Så det finns ju alltid en risk att det blir ett immunsvar och att kroppen kan reagera konstigt för att de får partiklar i sig som inte normalt sett finns där. Så det har ju varit ingångspunkten för att vi ville hitta sätt att med avancerad molekylärbiologi försöka manipulera celler så vi kan få de här exosomerna att innehålla det vi vill att de ska innehålla. Eftersom de är gruppsegna och vi kan hitta dem i alla kroppsvätskor som vi har studerat. De finns överallt och i intestinalvätska och så där. Så behandlingarna och där tror jag framförallt... Ett fält där de funkar väldigt bra och är väl anpassat för är geneditering eller gensaxen där man vill korrigera mutationer och så där. Specifikt är det för att man kan leverera det genediteringskomplexet. Så att en gen editeras och sen är det borta. Det man använder kliniskt idag är mycket att man uttrycker den här genediteringen från DNA eller RNA. Men då kan uttrycket bli för högt och för långvarigt och då kan man ha, om man har otur, bieffekter på grund av det.

CECILIA

Så att de kan vara farliga men det är för att de är bra?

SAMIR

Ja, delvis skulle jag säga.

CECILIA

Man kan säga att ni gör små vesiklar som innehåller gensaxen och så sätter ni molekyler på ytan som gör att de åker upp i huvudet.

SAMIR

Nej, men det är en viktig detalj. Så började min forskning. Det är ju verkligen det ultimata huvudmålet. Vi skulle nån dag vilja kunna injicera en exosom in i blodströmmen och så hamnar det i hjärnan och så får vi editeringsspecifikt i hjärnan. Jag säger inte att det är omöjligt, för om man säger det nu så kommer det visa sig vara möjligt. Men det är ytterst osannolikt att det kommer funka specifikt nog. Därför att blod-hjärnbarriären är väldigt bra på att skydda vår hjärna från nånting som är i blodströmmen. Även om vi kan få, genom antikroppsstyrning, kan vi få in lite i hjärnan, så än så länge är det absolut inte tillräckligt mycket för att kunna få robust geneditering till exempel. Utan vad vi gör är att vi har intratekala eller intracerebroventrikulära, så vi sätter minipumpar kopplade till hjärnan som vi kroniskt dosar in. Det här är ju i möss, men det är fullt translaterbart till människor om man nu har neurodegenerativa sjukdomar till exempel. Då är det ju in i cerebrospinalvätskan och sen tas det in i hjärnan. Då ser vi att vi kan få ganska bred geneditering.

CECILIA

Ni levererar de här vesiklarna via pumpar rätt in i hjärnan. Men ni har satt molekyler så att de hittar till vissa särskilda celler i hjärnan.

SAMIR

Ja, det är något som vi inte har publicerat än, men vi gör väldigt mycket med det. Vi försöker få specifikt cellupptag. I cellkultur har vi kunnat visa att det fungerar väldigt bra. Men sen är det så här, det finns ju, där kan man också ta inspiration från virus. För olika virus har ju olika celltyper de gärna infekterar. Det kan vara till exempel i ALS. Det finns ett protein som heter SOD1, där man kan tänka sig att om man genediterar det, och om man tar bort det, då får man mindre symptom, man stoppar sjukdomsutvecklingen. Det skulle kunna vara prionproteiner, i creutzfeldt-jakobs sjukdom, som är muterat, man blir av med det. Så det finns lite specifika exempel. Nyckeln är att man får tillräckligt mycket av de här molekylerna i exosomerna. Det är det som kräver väldigt mycket syntetisk biologi, eller att screena många olika genkonstrukt, för att titta på hur mycket vi kan ladda in genom att sätta dem med olika proteiner, som vi vet finns i exosomerna. Så om man bara skulle överuttrycka i en cell, vad är protein X eller RNAI, och sen så tar du ut exosomerna, då är det väldigt få kopior, så vi måste verkligen ha vad vi kallar aktiv laddning, det vill säga att man använder sig av de här mekanismerna som cellerna redan har från början, att kunna anrika vissa proteiner i exosomer. Det har mycket av vårt arbete, eller mitt arbete, och mitt labb de senaste åren att hitta nya sådana här exosomala enrichment-proteiner, alltså proteiner som anrikas mer än andra i exosomer, och sen sätta vårt pay-load därpå.

CECILIA

Så att man får en exosom fullproppad med det som man vill leverera.

SAMIR

Ja, exakt.

CECILIA

Vi intervjuade dig för ungefär fem år sedan. Och då sa du att extracellulära vesiklar, det vill säga de här sfäriska behållarna som frisätts från cellerna, som till exempel exosomer, vi har pratat om skillnaden där, kommer att bli medicinska behandlingens nästa stora genombrott. Håller du fast vid det?

SAMIR

Ja, delvis, men det har visat sig vara mycket mer komplicerat än vad jag trodde för fem år sedan. Jag tror att för vissa applikationer, som vi har pratat om idag, tror jag verkligen det. För geneditering så kommer det verkligen vara ett av sätten, som jag kan se i alla fall, som man kan överföra de här stora molekylerna på ett effektivt sätt. Vad som har hänt under de här fem åren också är att till exempel lipidnanopartiklar, de funkade bara för leversjukdomar, för allt hamnade alltid i levern. Och då fanns det ett stort utrymme för exosomer att nå andra celltyper. Men nu har man ju även med lipidnanopartiklar faktiskt, att man kan sätta antikroppar på och styra dem. Så mitt svar är väl att jag tror fortfarande att det kommer bli ett stort genombrott, men det har tagit mycket längre tid än det var tänkt. Och en del i det är den här processutvecklingen. Och jag tror att vi har överskattat förmågan för exosomer att överföra den här arvsmassan, eller RNA-t, på insidan av sig till en mottagarcell. Vi har insett att man måste titta mycket på hur virus gör. Det trodde inte jag. Tittade man på litteraturen för fem år sedan så var det att en exosom, den bara överförde det här magiskt från en cell till en annan. Men i våra system verkar det inte vara så. Så jag är fortfarande väldigt positiv, men kanske lite mer begränsad i var den kliniska tillämpningen kommer ligga. Jag tror fortfarande, som vi också pratade om innan, att som ett surrogat för stamceller, där tror jag det finns en framtid och där har det gjorts en hel del progress. Men det finns fortfarande inga läkemedel som är exosombaserade. Även om det är klart att det har varit mer kliniska prövningar. Även inom immun och onkologin pågår det kliniska prövningar. Jag tror att det blir ett genombrott, men om det blir lika brett som jag trodde för fem år sedan, det är jag inte lika säker på.

CECILIA

Vad skulle du säga är målet med er forskning?

SAMIR

Ett mål skulle vara att vi skulle kunna bota olika CNS-sjukdomar på sikt med geneditering. Det skulle vara skithäftigt. Det är en målsättning att kunna göra de här exosomerna så effektiva det bara går för att specifikt kunna editera olika celler i hjärnan. Det är det stora målet. Och även testa gränserna. Hur specifik kan vi göra en exosom även om den är injicerad i blodströmmen? Hur kommer vi undan problematiken med att en väldigt stor del av dosen tas bort av makrofager i levern? Det är en problematik, inte bara för exosomer utan för de flesta nanomaterial, nanopartiklar. Förstå vad begränsningarna är. Det är den stora målsättningen. Om vi pratar om exosomer specifikt. Sen har jag ett stort intresse i mitt labb, jag har en växande grupp som inte jobbar med exosomer, utan där vi jobbar med kemiska konjugat till RNA-terapier. 

CECILIA

Kemiska konjugat? 

SAMIR

Biologiska, där vi konjugerar peptider eller lipider direkt till små RNA som vi använder för att kunna stänga av gener. Även där är det egentligen samma frågeställningar. Hur specifika kan vi göra dem här för att hamna i till exempel hjärta eller specifika celltyper i hjärnan? Så jag är brett intresserad av drug delivery och min bakgrund har varit att försöka i slutändan jobba med att leverera RNA-terapier för det är framtiden. Gensax, SC-RNA, de är inte som små molekyler. Du kan verkligen specifikt stänga av eller modulera specifika gener, inte stora pathways. Så jag tror att, tittar man också kliniskt så har det blivit fler och fler preparat som är kliniskt godkända som är RNA-terapibaserade. Och då är det inte bara mRNA som i covidvaccinerna utan att man använder små modifierade RNA-molekyler som kan binda till RNA i gruppen och stänga av det. Vi pratade om exosomer idag, och det var egentligen därför jag kom in i exosomfältet från början för att hitta sätt att leverera de här antisense-RNA eller SC-RNA till specifika celltyper. Och sen har det breddats till gensaxen och det är för att vi har varit lite data-driven i att vi har sett indikationer på att det funkar och då har man ju velat titta vidare på det såklart. Försöka lösa delivery av de här molekylerna som annars inte tas upp av celler på ett effektivt sätt. Och ganska brett. Det kanske är ett lite svävande svar, men det är liksom att göra RNA-terapi bättre. Och där inkluderar jag även gensaxen för att centralt är det att du har en guide-RNA som är en RNA-komponent.

CECILIA

Ganska mycket metodutveckling.

SAMIR

Ja, metod av delivery.

CECILIA

Delivery, finns det inget svensk ord?

SAMIR

Leverans. Nej, det är skitjobbigt när man skriver ansökningar för att... Jag skriver delivery ibland för det är ett mycket bättre ord.

CECILIA

Det låter bättre. Men leverans, egentligen är det det?

SAMIR

Ja, det är det ju. Det är ju leverans av någonting till en cell. Men det låter ju nästan som att det är postmannen som kommer. Känner jag lite.

CECILIA

Tror du att uppteckningen av exosomer kommer att belönas med Nobelpris i medicin eller fysiologi?

SAMIR

Kanske. Vad jag saknar är lite mer biologisk evidens att vid fysiologisk utsöndring i kroppen så gör en exosom X, Y, Z. Nästan allt vi vet är baserat på att vi har renat upp exosomer som vi sen har injicerat. Det är inte samma sak som att fysiologiskt riktigt studera det.

CECILIA

Hur skulle man kunna göra det?

SAMIR

Det är ju att man skulle försöka kunna ha en... Att man gör transgena musmodeller till exempel, lite avancerade. Det blir för svårt att gå in i detaljer där. Men lite av det vi gör i cellerna skulle man också kunna göra med transgena möss. Det är möss fortfarande.

CECILIA

Genetiskt manipulerade möss.

SAMIR

Ja, precis. Men sen ska man säga något som vi inte har pratat om alls, och som en del av min grupp gör också. De här innehåller väldigt mycket information. Så för diagnostik så är exosomer redan.. det är kliniskt… För prostatacancer i USA så använder man ett exosomtest.

CECILIA

Jaha.

SAMIR

Men inom diagnostiken är det uppenbart att det här är förmodligen en framtid.

CECILIA

Men jag blir nyfiken på det där med diagnostiken. Om man har prostatacancer så finns det då vissa mätbara ämnen i exosomerna som kan avslöja det?

SAMIR

Ja, precis. Det är ett bolag som heter Exosome Diagnostics som faktiskt grundades av en svensk som var i Umeå som jag känner, Johan Skog. Som jobbade tidigt med exosomer från glioblastom. De har en kombination av en viss mRNA som ska ha en viss nivå som de mäter med PCR då. Från exosomerna.

CECILIA

Kunde man inte hitta de där förut, de där mRNA som finns i exosomerna?

SAMIR

Jo, men det har ju tagit lång tid att komma dit. Man behöver mycket patienterunderlag och titta på, så att man vet att man har en specifik kombination. Med mRNA i synnerhet är det väldigt instabilt. Så det är väldigt svårt för ett mRNA att kunna existera i blodcirkulationen om det inte är skyddat. Så där ger ju exosommembranet ett skydd kan man säga.

CECILIA

Så att den stora grejen där då är att man kom på att man skulle kika inne i exosomerna?

SAMIR

Ja, precis. Och det är ju en jättetydlig rational, för att man vet att de innehåller en massa olika transcript. Då är det inte svårt att tänka sig då att okej, en cancercell ser ut så här. De har de här unika transkripten. Eller det kan vara en mutation. Det kan vara vad som helst egentligen. Poängen är att om de då utsöndrar det här i blodet, då finns det i alla fall någon fraktion av de här exosomerna som flyter omkring kommer från cancercellen. Om det är cancer eller om det skulle vara CNS-sjukdom. Frågan då är, kan vi mäta de här ändringarna? Kan man säga någonting om sjukdomen?

CECILIA

Precis, för du sa ju det att exosomerna är som en liten snapshot av vad som händer i cellen. Men då kommer det bli så i framtiden att man tar ett blodprov och så får man en exosominnehållsanalys och det säger hur du mår.

SAMIR

Ja, men lite så. Det är inte en otänkbar utveckling. Och sen är det inte bara blod utan det finns ett helt fält som tittar på exosom i urin, saliv. Vi har kört mycket profiling på exosomer i nästan alla kroppsvätskor. De finns där och profilerna är lite olika. Sen är det en sak att säga att jag kan se att det här är saliv, men när jag har sjukdom, vad är det som påverkas? Hur mycket påverkas det och är det här mätbart?

CECILIA

Men det finns fortfarande väldigt mycket för dig att upptäcka.

SAMIR

Absolut, det är skitkul. Men ibland blir man ju trött, men så är det väl med allt. Det är biologiskt komplext, det är ju det som är grejen. Det är därför det är kul att ha den här andra sidan som vi jobbar lite med, men att man kan göra syntetiska... När man kemiskt syntetiserar saker, för det är lite lättare. Man har mer kontroll. En exosom kommer från en cell, från ett biologiskt system som är komplext. Att styra det och att alltid ha reproducerbarhet, det är ganska utmanande. Exosomfältet är unikt. Det är lite eftersatt i det att... Om man ska ge någon kritik och varför jag tror att vi hade kunnat komma längre, det är att det är mycket som är publicerat som är observationer, men där mekanismerna saknas. Eller observationer baserat på att man använt en koncentration exosom som man har satt på en cell och sen gör man en massa breda statements - titta vad exosomer gör. Men man har till exempel inte gjort dosresponser, vilket är ett krav i nästan alla andra forskningsfält. Man går från låg dos till hög dos och tittar på att biologin korrelerar på något sätt. Eller att man har en kontroll där man har en annan exosomkälla. Om jag säger att exosomkälla A är den som är effektiv, då är det bra att visa att B inte är det. Men det saknas mycket.

CECILIA

Hur kommer det sig?

SAMIR

Jag vet inte. Dåligt kontrollerat. Jag är lite negativ. Jag tror att det har slagit tillbaka på forskningen i fältet. Det är väldigt mycket studier som är okontrollerade och drar alldeles för höga växlar på de data som finns. Så jag hoppas att det blir bättre, helt enkelt.