Aalborgensere genmanipulerer hjernen til at producere medicin

Det er meget svært at få medicin ind i hjernen, men nu vil danske forskere løse det problem ved at manipulere hjernecellerne til at producere medicinen selv.

Det er forskere på Aalborg Universitets Institut for Sundhedsvidenskab og Teknologi, der står bag projektet.

»Noget af det farligste er at få noget ukendt ind i hjernen, så blodhjernebarrieren er ekstremt dygtig til at holde alt ude. Og det gælder også alt det menneskeskabte medicin, som ofte også er alt for stort til at komme ind i hjernen,« fortæller ph.d.-studerende ved Aalborg Universitets Institut for Sundhedsvidenskab og Teknologi, Louiza Thomsen.

Billedet er taget af en rottehjerne endothelcelle, der udtrykker en rød-fluorescerende markør, fordi pullulan-spermin er trængt ind. Foto: AAU Illustration: AAU
Billedet er taget af en human hjerne endothelcelle, hvor pullulan-spermin er trængt ind og har fået cellen til at udtrykke en rød-fluorescerende markør. Foto: AAU Illustration: AAU

»Der er rigtig mange, der arbejder med at få medicin direkte igennem blodhjernebarrieren, men det har vist sig ikke at virke. Vi vil derfor lave et stop undervejs, så vi får det ind i cellerne, der danner barrieren, og få de celler til selv at producere vores stof og sende det videre ind i hjernen,« forklarer hun.

Ved ikke hvordan virker

Forskerne bruger transportstoffet Pullulan-Spermine, som består af polysakkarider og polyamin, til at flytte DNA ind i cellekernen på emdothelcellerne, der danner barrieren. DNA'en koder for det ønskede medicinalstof og genmanipulerer dermed cellerne til at producere og udskille det.

»Vi ved faktisk ikke helt, hvordan Pullulan-Sperminen får DNA'en ind i cellerne, og hvordan det kommer videre ind i kernen og bliver transskriberet. Det ser ud, som om der er en eller anden mekanisme, der optager stoffet og transporterer det ind i cellen, og derinde bliver det indesluttet i endosomer, som transporterer det videre ind i kernen,« forklarer Louiza Thomsen.

Forskerne har påvist, at transportstoffet slipper igennem barrieren ved at påsætte et rødt fluorescerende stof, som de kan følge. De har også nogle få gange kunnet detektere, at cellerne udskiller det ønskede stof, men der skal samles flere beviser.

Herudover ser transportstoffet, der også består af naturlige bestanddele, ikke ud til at gøre nogen skade.

Væksthormon modvirker Parkinson

Ud over at slippe ind i hjernen er der også en udfordring i at få medicinen til at blive derinde, for hjernen er også enormt god til lynhurtigt at pumpe fremmede stoffer ud igen, hvis de endelig slipper ind.

»Næste skridt er at finde ud af, om medicinen vil blive pumpet ud igen, men vi arbejder i første omgang mod, at vi skal have cellerne til at producere et væksthormon, som er naturligt, og det burde ikke ryge ud igen,« forklarer Louiza Thomsen.

Væksthormonet regenererer, hvis der er skader på nervesystemet, som der for eksempel kommer ved Parkinson og Huntingtons Sygdom. Håbet er, at man kan modvirke nogle af de effekter, som sygdommene har, og genoprette eller i hvert fald danne nogle nye forbindelser i nervesystemet, hvis cellerne producerer væksthormonet.

Måske grundlag for firma

Men perspektiverne er langt større end disse to sygdomme, for får forskerne først teknikken til at køre, forventer de, at man også kan få produceret meget anden medicin inde i hjernen.

Lundbeck, der arbejder med mange forskellige former for medicin til hjernen, viser da også interesse for projektet. Men forskerne har også deres egne ambitioner.

»Det er meget perspektivrigt, at vi kan få hjernens blodkarceller til selv at producere de proteiner, som hjernen har behov for imod Alzheimers osv. Håbet er, at der kan startes et firma omkring teknikken,« siger professor ved Aalborg Universitets Institut for Sundhedsvidenskab og Teknologi Torben Moos, der er hovedvejleder på projektet.

Han har arbejdet med teknikken i mange år. I første omgang satsede forskerne på forskellige fedtopløselige stoffer, men da disse bliver fanget i membranen, har de nu kastet sig over det lovende alternativ Pullulan-Spermine.

Inden teknikken når ud i mennesker, går der dog nok mindst ti år.

Indtil videre arbejder Louiza Thomsen med teknikken i en celleopstilling og har lavet nogle pilotforsøg med dyr. Først efter ph.d.'en, som Louiza er et år inde i, venter de syge dyr.

»Der skal optimeres rigtig meget, før teknikken virker i mennesker. Først og fremmest skal der optimeres på koncentrationen og mængderne, vi injicerer,« siger Louiza Thomsen.