Of je nu een geneesmiddel wilt testen aan de hand van een realistisch ziektemodel of een therapeutische cel wilt maken: je ontkomt haast niet aan transfectie. Bij dit proces wordt genetisch materiaal in de cel gebracht om deze te modificeren. De drie klassieke methoden — virale vectoren, chemische reagentia of elektroporatie — hebben echter hun beperkingen. ‘Die eerste twee methoden zijn duur en niet breed toepasbaar en bij dat laatste scheur je de cellen door middel van een elektrisch veld letterlijk open om moleculen naar binnen te krijgen’, vertelt Kevin Braeckmans, hoofd van de biofotonica-groep aan de Universiteit Gent en medeoprichter en CTO van UGent spin-off Trince. ‘Elektroporatie is weliswaar een efficiënte en breed toepasbare transfectiemethode, maar levert behoorlijk wat toxiciteit op voor de cel.’ Er is dan ook behoefte aan een ‘zachtere’ technologie die wél dezelfde voordelen biedt als elektroporatie. Volgens Trince — TRansfer INto CElls — is fotoporatie het antwoord.

’Onze techniek is zeer geschikt voor opschaling en automatisering, en daarmee ook voor high-throughput-screening’

Kevin Braeckmans

Lokale krachten

Bij fotoporatie voeg je eerst lichtgevoelige nanodeeltjes toe aan de celkweek. ‘Die binden aan het oppervlak van de cellen’, legt Braeckmans uit. ‘Vervolgens beschijnen we ze met heel specifieke frequenties laserlicht, waardoor de deeltjes actief worden. De ontstane warmte en mechanische krachten zorgen ervoor er kleine poriën ontstaan op de plek waar ze gebonden zijn. Vervolgens kunnen de moleculen via de gaatjes de cellen binnenkomen en daar hun werk doen.’

Omdat de krachten zeer lokaal werken, is de impact op de cel minimaal, aldus Braeckmans. De techniek werkt bovendien bij alle mogelijke celtypen. ‘En last but not least is onze techniek zeer geschikt voor opschaling en automatisering, en daarmee ook voor high-throughput-screening.’

De eerste in het oog springende toepassing van fotoporatie is dan ook geneesmiddelscreening. ‘Al vrij snel nadat we in 2012 de techniek ontwikkelden in mijn lab aan de UGent kregen we interesse vanuit het biomedisch onderzoeksveld en de farmaceutische industrie. Veel bedrijven in deze sector hebben een grote bibliotheek aan biomoleculen maar snel, efficiënt en in grote hoeveelheid testen op de werkzaamheid op realistische zieke cellen blijft lastig. Met onze technologie zouden ze een flinke efficiëntieslag kunnen maken.’

‘Een groot deel van onze klantenbasis zit in de VS’

Philip Mathuis

In 2018 volgde een prototype waarna Braeckmans in het coronajaar 2020 een partner zocht met ervaring in het ondernemerschap. Deze vond hij in Philip Mathuis, waarmee hij in december 2021 Trince oprichtte. ‘Afgelopen jaar was ons eerste commerciële jaar, waarin we maar liefst tien van onze Lumipore™-toestellen, verkochten’, zegt een trotse Mathuis, nu CEO van Trince.

Kankerbestrijding

Succesverhalen van de verkochte machines zijn er ook, vervolgt Mathuis. ‘Zo heeft een groot farmabedrijf ons laten weten dat ze dankzij onze fotoporatie-techniek nieuwe werkzame moleculen hebben kunnen identificeren, waarop ze een patent konden aanvragen.’

Dit jaar gaat het 15-koppige maar snelgroeiende team verder inzetten op commerciële uitbreiding: de verkoop van dubbel zoveel Lumipore™-toestellen. Ook plannen ze een filiaal in de Verenigde Staten. ‘Omdat toch een groot deel van onze klantenbasis daar zit’, zegt Mathuis.

Ook qua toepassingen komen er uitbreidingen aan. Zo is fotoporatie ook uitermate geschikt voor het produceren van therapeutische cellen. ‘Bijvoorbeeld CAR-T-cellen. Dat zijn patiënt-afgeleide witte bloedcellen’ legt Braeckmans uit. ‘We kunnen die op zo’n manier transfecteren dat ze de kanker in diezelfde patiënt gaan opsporen en bestrijden. Bij deze toepassing is het extra belangrijk dat er geen schade ontstaat bij het maken van die therapeutische cellen. Daar sluit onze transfectietechniek bijzonder goed bij aan.’

Grote stukken DNA

Ook werken Braeckmans en collega’s momenteel aan het verder verfijnen van fotoporatie. ‘In gesprekken met onze klanten blijkt dat de grootste uitdaging zit in het inbrengen van héle grote stukken DNA, of genen, in de cellen’, vertelt hij. ‘Dat is ook wel logisch; hoe groter de moleculen, hoe moeilijker ze door het celmembraan komen. We hebben de structuur van onze nanodeeltjes verder geoptimaliseerd om dit toch mogelijk te maken en hebben hier een nieuwe patentaanvraag voor ingediend. Ook wordt de technologie met verscheidene farmabedrijven geëvalueerd in pilotprojecten. Dit leert ons waar er nog verdere verbeteringen mogelijk en nodig zijn.’

De missie van Trince is duidelijk, vertelt Braeckmans: ‘Een transfectietechnologie uitvinden die de ontwikkeling van geneesmiddelen efficiënter maakt, zodanig dat de tijd tot de markt aanzienlijk wordt verkort. En daarmee, op langere termijn, ook de gezondheid van patiënten ten goede komt. Ook is het ons plan dat fotoporatie kan leiden tot therapeutische cellen die als medicijn kunnen worden ingezet bij onder meer kankerpatiënten.’