Dansk molekyle-bibliotek skal levere komponenter til fremtidens medicin
more_vert
close
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og at Mediehuset Ingeniøren og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, tilbud mm via telefon, SMS og email. I nyhedsbreve og mails fra Mediehuset Ingeniøren kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Dansk molekyle-bibliotek skal levere komponenter til fremtidens medicin

Lægemidler, der selv finder vej mod de syge celler, genkender dem, hidkalder immunforsvaret og opstarter en behandling, er et af drømmescenarierne i udviklingen af fremtidens personlige medicin. Ønsket er højest mulig virkningsgrad med færrest mulige bivirkninger.

På Aarhus Universitet har ti års grundforskning i dna og proteiner nu ført frem til et nyt forskningscenter, der vil have de første bud på multifunktionelle lægemidler klar om seks år. Centret hedder Cembid – Center for Multifunctional Biomolecular Drug Design.

»I dag har medicin én primær funktion, mens vi vil udvikle medicin med mange funktioner. Vi har samlet en række små molekyler og testet dem på celler, og det virker utrolig godt. Nu handler det om at komme til næste skridt, som er dyreforsøgene,« siger ph.d. og professor Kurt V. Gothelf, der er leder af det nye center.

Fidusen er både proteiner og små molekyler af forskellige lægemidler og screeningsstoffer, som bliver koblet på oligonukleotider, dvs. stykker af kemisk fremstillet syntetisk dna, som herefter vil samle sig som byggeklodser, før de sprøjtes ind i blodbanerne.

Artiklen fortsætter efter grafikken

Illustration: MI Grafik / Lasse Gorm Jensen

Det er nemlig uhyre vanskeligt at få disse proteiner eller andre brugbare molekyler som f.eks. radioaktive nuklider eller toksiner til at smelte sammen, da det ofte kræver en genetisk manipulation af hvert enkelt protein.

De metoder, som Kurt V. Gothelfs forskergruppe anvender, kræver ‘kun’ modificering af et sæt eller en gruppe af dna-strenge, som herefter kan hæfte sig til og binde mange typer proteiner.

»Dna er en slags molekylær lim, som, hvis de bærer på de rette komplementære koder, automatisk sætter sig sammen til denne dobbelthelix. Har man tre eller fire sammen, kan man kode dem til at binde som et kryds med tre eller fire arme, så man stadig får en stabil struktur, der bærer på flere funktioner,« forklarer han.

Et udvalgt transportprotein

Metoden består kort fortalt i at modificere to komplementære dna-strenge, så den ene vil indeholde en ligand, der kan binde sig til de metal-bindende områder på proteinerne og fange dem ind, før en ester på den anden dna-streng laver sammenlåsningen.

For så at snyde screeningsstofferne, antistofferne eller medicinen ind i cellerne har forskerne f.eks. udvalgt et protein, der har som primær funktion at transportere jern ind i cellerne. Cellerne har brug for jern og lukker derfor gerne dette protein ind, men med sig har det altså f.eks. et toksisk stof, der kan dræbe en cancercelle.

På tilsvarende vis kan medikamenterne designes til at snige sig forbi blod-hjerne-barrieren eller andre steder, hvor det er udfordrende for udefrakommende stoffer at trænge ind og begå sig, samtidig med at nyrerne helst ikke skal nå at rense dem ud af kroppen, før de virker.

»En af styrkerne ved metoden er, at den f.eks. giver mulighed for at kombinere de fire forskellige komponenter, der passer bedst til den enkelte patient. Vi drømmer om, at man ved en vævsprøve kan fastslå, hvilke fire komponenter lægen skal vælge fra et bibliotek af komponenter, og når det blandes, sørger dna’en for, at komponenterne samler sig til det rette multifunktionelle kompleks,« siger Kurt V. Gothelf.

»Vi skal blive rigtig gode til at sætte dna på proteinerne i stor skala, og så skal vi teste, hvor stabile de er, og om de giver problemer for immunforsvaret i mus,« siger han videre.

Målet er som sagt at få de første præparater klar til forsøg i mennesker om seks år, og ifølge Kurt V. Gothelf vil det blive diagnosticering, der bliver det primære mål til at begynde med.

Fokus på kræft og åreforkalkning

Centret, der er støttet med 60 mio. kr. over seks år af Novo Nordisk Fonden, vil i første omgang koncentrere sig om kræftsygdomme og åreforkalkning. Ikke alene er det to af de største sundhedstrusler i verden, men det er også en glimrende mulighed for at få prøvet forskellige grene af molekylernes duelighed af.

Når det gælder kræftsygdommene, handler det i første omgang om at sammensætte de forskellige komponenter på den rigtige måde. Ved hjælp af de multifunktionelle komplekser er der større mulighed for at identificere cancerceller, før de toksiske stoffer begynder at dræbe celler, eller før man – og dette er forskergruppens primære mål – hidkalder immunforsvaret til at gå til angreb.

Ifølge Kurt V. Gothelf genkender man typisk cancerceller ved hjælp af antistoffer, som binder til antigener på cancercellens overflade, hvilket immunforsvaret vil opdage og reagere på.

Han understreger dog, at det kan variere fra patient til patient, hvor stor effekt dette har, så ved at se på flere ting – f.eks. ved at kombinere antistoffet med et toksin, kan cellen blive angrebet fra mere end én side. Alternativt kan man prøve med flere typer antistoffer i samme præparat.

Hvad angår åreforkalkning, er målet i første omgang at blive bedre til PET-imaging, altså bedre billeddannelse af årerne forud for behandling. Her er udfordringen, at det er vanskeligt at få de isotoper, der er en central del af PET-imaging, til at binde til aflejringerne i blodårerne på et tidligt stadie af sygdommen.

Der er nok at lære

Hos medicinalkoncernen Novo Nordisk, som har flere samarbejder med forskningsgrupper på Aarhus Universitet, forklarer lederen af afdelingen for protein- og peptid­kemi, Thomas Eiland Nielsen, at koncernen i mange år har fulgt Kurt V. Gothelfs arbejde.

»Vi vil jo gerne sidde på første række og sikre os de bedste, nye teknologier til lægemidler til patienter med kroniske sygdomme. 2D- og 3D-dna-strukturer kan hjælpe os til at forstå, hvordan et multifunk­tionelt lægemiddel bedst kan orientere sine proteinfragmenter. Vi er et år inde i samarbejdet og er sikre på, at vi kan opnå meget sammen,« siger Thomas Eiland Nielsen.

Han regner dog med, at der går mange år, før de dna-baserede multi­funktionelle lægemidler er en realitet, men i mellemtiden er der også rigeligt at lære til brug nu og her.

»Det er interessant at se, hvad der sker med proteiners virkningsmekanismer i disse strukturer. På den måde kan man måske lave nogle nye og anderledes modelstoffer, som vi kan bruge til at forstå de molekylære mekanismer, der leder til sygdomme. Og på den længere bane kan den viden som sagt måske bruges til at designe nye aktive stoffer og lægemidler, der kan flere ting. Det kunne jeg godt forestille mig,« siger Thomas Eiland Nielsen.