Vores læser Mie Bang Andersen spørger:

Jeg har gået og tænkt på, hvordan man egentlig fremstiller antibiotika af svampe som skimmelsvampe.

Hvordan oprenses den slags, og hvordan foregår den videre produktion?

Thomas Ostenfeld Larsen, professor på DTU Bioengineering, svarer:

Hvis vi starter ved, hvordan vi opdager et nyt antibiotika, så foregår det typisk på den måde, at man screener skimmelsvampe for, hvilke stoffer de er i stand til at producere – enten naturligt eller efter en genmodificering.

Man kan sammenligne starten af processen med at lave kaffe: Man bruger varmt vand til at trække kaffens aromastoffer ud af bønnerne, efter at de er høstet og ristet, og på lignende vis ekstraherer vi svampenes naturstoffer ved hjælp af et organisk opløsningsmiddel som f.eks. ethanol.

Herefter opkoncentreres væsken til et stærkt ekstrakt, ved at dampe ethanolen af. Det koncentrerede ekstrakt kan så testes for antibiotisk aktivitet over for de givne bakterietyper, man ønsker at bekæmpe.

Er der gevinst, starter detektivarbejdet med at finde ud af præcist, hvad i 'grumset', der udførte opgaven. Udgangspunktet er måske over 100 komplekse naturstoffer, og vi vil gerne finde det ene virksomme stof, som vi herefter fokuserer på.

Dette sker ved, at vi skiller stofferne ad ved hjælp af kromatografi, hvilket foregår ved at pumpe en væske igennem en kolonne fyldt med små partikler. Partiklerne er udvalgt efter, hvilken type stof vi skal have udskilt.

F.eks. kan man lave ion-bytning i kolonnen, hvis det bioaktive stof også kan findes på ionform. Alternativt kan man skille de mange stoffer baseret på deres forskel i størrelse (gelfiltrering) eller baseret på deres polaritet, dvs. vand- hhv. fedtopløselighed.

Efterhånden får man så skilt stofferne i hver sin portion, og så er det 'bare' at hælde dem enkeltvist hen over bakterierne for at se, hvilket stof der er det rigtige, dvs. det, der slår bakterierne ihjel.

Er der tale om et helt nyt stof, er næste opgave at opklare stoffets kemiske struktur, hvilket som regel baseres på analyse af stoffet vha. kernemagnetisk resonans (NMR), ligesom massespektroskopi anvendes til at bestemme stoffets nøjagtige sammensætning af atomer.

Har man nu fundet sit antibiotikum, skal processen opskaleres, hvilket typisk foregår i store tanke, hvor man fermenterer svampene. Man lægger ud i måske en enliters tank, hvor svampene får tilført de næringsstoffer, der giver de bedste vækstbetingelser, og så fører man dem videre til større tanke, indtil man efter et antal uger kan placere dem i f.eks. en 1.000 liters tank til storskalaproduktion.

Oprensning af stoffet i stor skala afhænger af, om stoffet bliver siddende inde i cellerne på svampene, eller om det bliver sendt ud i væsken, de bliver dyrket i.

Sidder det i cellerne, kan man f.eks. bruge enzymer til at åbne for cellemembranerne, hvorefter de kan filtreres. Er stofferne derimod opløst i fermenteringsvæsken, kan man nøjes med at ekstrahere denne, efter at svampebiomassen er filtreret fra.

Efterfølgende anvender man tilsvarende kolonne-kromatografiske metoder, som beskrevet ovenfor, til at oprense det rene antibiotikum.

Har man mulighed for det, vil man ofte med fordel kunne anvende krystallisation, som et oprensningstrin. Her benytter man sig af, at et ens antibiotikum f.eks. kan udfældes som et salt fra en koncentreret opløsning, givet de rette betingelser.

For at nå i mål er man nødt til at opnå en renhed på minimum 99,5 procent, og det betyder, at industrien skal være meget opmærksom på, at alt foregår efter de samme forskrifter fra gang til gang – forskrifter, som skal godkendes af Lægemiddelstyrelsen.

Man kan ikke undgå små urenheder i antibiotikummet, men urenhederne skal være ens, og derfor skal producenterne kunne dokumentere, at alle batches har samme renhed og er testet på alle de befolkningsgrupper, man vil sælge sit lægemiddel til.