Bio-engineering of exosomes for targeted drug delivery
- Reference number
- SM19-0007
- Start and end dates
- 200101-221231
- Amount granted
- 985 000 SEK
- Administrative organization
- Karolinska Institutet
- Research area
- Life Science Technology
Summary
Exosomes are extracellular vesicles (EVs) that shuttle proteins and genetic information between cells, with a vast therapeutic potential in the context of drug delivery and regenerative medicine. The bottleneck in using EVs for therapeutic purposes is their broad and unspecific in vivo distribution and accumulation at off-target sites. Solution to that is bio-engineering of EVs by tagging their surface with delivery enhancing entities that “target’ exosomes precisely to specific location in the body. The most promising approach to do this is to label the exosomes with ligands that are recognized selectively by specific receptors on the cell surface. Those advanced bioconjugation approaches however, are still in the discovery phase. The main goal of the project is to perform research at the Evox facilities in order to develop bioconjugations techniques to bio-engineer exosome surface. Methodologies developed by the applicant at Karolinska Institutet (KI) for enhancing targeted delivery of oligonucleotides will be improved and tailored to suite targeted delivery of EVs. The goal is to develop an approach substantially improving EVs in vivo therapeutic potential. The method will be universal including EVs source and receptor specific ligands, and in consequence it could be tailored precisely for any disease targets. As a result the method can potentially revolutionize the treatment of various severe diseases, with profound implications for human health.
Popular science description
Alla celler i kroppen har förmågan att frisätta extracellulära vesiklar (EVs), som fungerar som budbärare i kroppen. En viktig limitativ faktor vid tillämpningen av biologiska substanser som läkemedel är huruvida dessa molekyler ska ta sig till rätt ställe i kroppen. Eftersom exosomer är naturliga vektorer för överföring av last från en cell till en annan, kan de användas som bärare av nya läkemedel eller som vesiklar i vilka genterapivektorer kan introduceras. Här, ska vi modifiera EVs yta med kemiska metoder för att öka deras målinriktning. Med rätt ytmolekyler blir de målsökande till det sjuka organet, där deras innehåll frisätts. Huvudmålet med den strategiska rörligheten är att utföra forskning vid Evox-anläggningarna för att med biokonjugeringsmetoder modifiera exosomes yta. Metoder som utvecklats vid Karolinska institutet för att koppla molekyler, som ex peptider, till oligonukleotider anpassas för att utveckla strukturer som möjliggör modifiering av EVs. Målet är att utveckla en strategi som möjliggör införande av funktionsspecifika molekyler på EV-membranytor för förbättrat upptag i celler. Projektet har en kapacitet att betydligt förbättra exosomegenskaperna, möjliggöra att försända läkemedelsleveranssystemet till de kliniska prövningarna och potentiellt revolutionera behandlingen av ett brett spektrum av allvarliga sjukdomar, med stor kraft att förbättra människors hälsa i framtiden.