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

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.
Toxblog bloghoved

Den sorte mambas gift kan neutraliseres med bioteknologisk modgift

I over to år har jeg sammen med mine tætte samarbejdspartnere fra England og Costa Rica og flere studerende arbejdet på at udvikle en såkaldt ’rekombinant modgift’ - dvs. en modgift udviklet vha. bioteknologi. For nylig kunne vi endelig offentliggøre resultaterne af vores forskning i det anerkendte tidsskrift Nature Communications, hvor vi demonstrerede, hvordan vi kunne finde fuldt humane antistoffer, der kunne neutralisere nogen af de vigtigste neurotoksiner fra mod den notoriske sorte mamba. Metoden, vi benyttede os af, var den såkaldte phage display teknologi, som i øvrigt lå til grund for den seneste Nobelpris i kemi.

Illustration: hape662

Den sorte mamba (Dendroaspis polylepis).

For lidt over to år siden afleverede jeg min PhD, mens jeg stadig befandt mig i England. For mange betyder dette, at man har afsluttet sit PhD arbejde og må finde sig et nyt job – nogen vil sige 'et rigtigt job'. Men i stedet for at opsøge ussel mammon valgte jeg at være 'hang around' i John McCaffertys laboratorium lidt uden for Cambridge for at gøre endnu et forsøg sammen med min makker, Aneesh Karatt-Vellatt, på at udvikle humane antistoffer, der kunne neutralisere giften fra den sorte mamba. John er selv en af hovedpersonerne bag antibody phage display teknologien, som hans gamle vejleder Sir Gregory Winther netop modtog Nobelprisen for i kemi. I Johns laboratorium benyttede jeg mig netop af denne teknologi til at isolere humane antistoffragmenter fra et såkaldt antistofbibliotek.

Måden, man isolerer antistoffer på, kan sammenlignes med, at man putter madding (i mit tilfælde et slangetoksin) på en fiskekrog og dypper krogen ned i en suppe fyldt med viruspartikler, der er genmodificerede til at have humane antistoffer siddende på deres overflade. Hvis en viruspartikel har et specifikt antistof siddende, som kan binde til toksinet på ens fiskekrog, kan man hive hele viruspartiklen op. Inde i viruspartiklen vil det DNA, der koder for antistoffet, sidde, hvilket man let kan isolere og sekventere. Herved kan man på rigtig kort tid identificere antistoffer, som binder til ens toksin (eller for den sags skyld et hvilket som helst protein, man gerne vil have antistoffer imod). Læs mere om phage display her.

Illustration: Andreas Laustsen

Skematisk oversigt over hvordan et phage display forsøg fungerer. Efter man har sat sit toksin (fiskekrog) fast i et reagensglas, hælder man en suppe af viruspartikler, som har humane antistoffer siddende på deres overflade udover. Hvis en viruspartikel har et antistof, som kan binde til toksinet, vil den sidde fast, mens andre viruspartikler med andre, ligegyldige antistoffer kan vaskes væk. De viruspartikler, som har relevante antistoffer, der binder til toksinet, kan herefter udtages, opformeres og analyseres vha. forskellige teknikker for til sidst at få deres DNA sekventeret. DNA sekventeringen vil afsløre antistoffets sekvens, og man har herved identificeret antistoffet.

Efter at have udført en række succesfulde phage display forsøg tog jeg hjem til Danmark for at fortsætte min forskning på DTU. Dette gav dog i mellemtiden muligheden for at flere af mine studerende (Majken, Urska og Cecilie) kunne træde i mit sted og arbejde videre med forsøgene i Johns laboratorium. Dette førte til, at vi for over et år siden have en lang række humane antistoffer, som vi vidste kunne binde til flere af toksinerne fra den sorte mambas gift.

Illustration: Juanita Ordonez

Cecilie Knudsen, en stakkels studerende, der måtte ofre sig for forskningen og tage til tropeparadiset, Costa Rica.

The golden standard test for at undersøge, om vores antistoffer ikke kun bandt til toksinerne, men også neutraliserede dem, involverede neutraliseringstest i mus. Her ofrede tre forskellige, stakkels studerende (Saioa, Urska og Cecilie) sig og tog den lange tur til tropeparadiset Costa Rica for at udføre forsøgene under kyndig vejledning af professorerne, Bruno Lomonte og José María Gutiérrez. Meget kort fortalt viste mine studerende, at vores antistoffer kunne neutralisere en håndfuld af de vigtigste toksiner fra den sorte mamba, når antistofferne og toksinerne blev injiceret i mus. Endnu mere spændende viste de også, at ikke nok med at antistofferne virkede enkeltvis mod toksinerne, men blandinger af antistofferne virkede endda mod hele giften (som består af mange forskellige toksiner). Ydermere blev det vist, at den bedste modgift på det afrikanske marked faktisk slet ikke virkede mod de fleste af den sorte mambas toksiner.

Illustration: Andreas Laustsen

Skematisk overblik over et neutraliseringsforsøg.

Vi blev meget begejstrede, da vi kunne vise, at vi vha. moderne bioteknologi og hårdt arbejde kunne udkonkurrere den bedste eksisterende modgift. Og heldigvis blev Nature Communications næsten lige så begejstrede og valgte at udgive vores forskningsartikel (læs forskningsartiklen her).

Selvom vi i vores forskning kun har udviklet en eksperimentel rekombinant modgift, som ikke er klar til brug i menneskelige patienter, så vil jeg mene, at vores forskningsresultat kan sammenlignes en smule med dengang, hvor insulin første gang blev lavet vha. bioteknologi, frem for at blive isoleret fra grisebugspytkirtler. Tilsvarende inden for modgiftsområdet laves eksisterende modgifte nemlig også ved at isolere antistoffer direkte fra dyr, nemlig fra blodplasmaet fra immuniserede heste.

Illustration: Andreas Laustsen

Et udvalg af avisoverskrifter fra forskellige lande efter vores forskningsartikel kom ud.

De gode resultater giver heldigvis mere blod på tanden for at arbejde videre med forskningen. Det næste mål er derfor bl.a. at lave en mere bredspektret modgift, som ikke kun virker mod den sorte mamba, men også mod en række andre slanger, der lever i samme område.

Andreas Laustsen er kemiingeniør, PhD og biotekentreprenør (Biosyntia, VenomAb, Chromologics, Antag Therapeutics, VenomAid Diagnostics og Bactolife). For tiden arbejder Andreas som Lektor på Danmarks Tekniske Universitet med bioteknologi-baserede modgifte mod slangebid. I 2014 blev han kåret som Danmarks Sejeste Ingeniør, i 2016 som en af Europas top 10 biotekentreprenører under 30 år og i 2017 som en af Europas "30 under 30" af Forbes og en af Europas top 35 innovatører under 35 af MIT Technology Review.
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Det er godt nok imponerende. Nogen ide om hvornår jeres modgift er klar til humant brug og om den kan produceres til så lav en pris at den bliver tilgængelig for alle afrikanere?

  • 2
  • 0

Hej Klaus
Mange tak! Der vil nok gå flere år, før en sådan modgift kan bruges i patienter. Den begrænsende faktor er nok desværre pengene, da udviklingsomkostningerne er betydelige, men investeringscasen begrænset (set med et firmas øjne). Når en eventuel rekombinant modgift er færdigudviklet, burde den dog kunne produceres til en pris, der er konkurrencedygtig med de eksisterende hestebaserede modgift. Dette havde jeg muligheden for at skrive om her: https://www.nature.com/articles/538041e
Og her:
https://journals.plos.org/plosntds/article...
Mvh
Andreas

  • 6
  • 0

Tillykke med resultaterne og med udgivelsen.

Hvilke risici findes ved injektion af en forhåbentligt snart kommende, bredspektret modgift?
Jeg tænker primært på allergiske reaktioner.

P.S.: Det er utroligt hvad studerende skal finde sig i, nu om dage! ;-)

  • 2
  • 0

Hej John
Mange tak! Ja, det er enormt synd og strengt over for de studerende at sende dem til Costa Rica ;)
Ift. potentielle bivirkninger ved en modgift lavet på den måde, som vi har gjort, så vil disse være nærmest ikke-eksisterende (man vil naturligvis få en lille blodansamling som ved alle andre indsprøjtninger), hvis man ellers har produceret den korrekt i en fornuftig CHO cellelinje, og hvis man har sikret sig, at ens antistoffer ikke har tendens til at aggregere i den ampul, modgiften blive blive opbevaret i. Sidstnævnte kan ske, men det er også noget, man relativt nemt kan undersøge og løse, så det ikke er et problem. Hvis der sker aggregering af antistoffer, vil aggregaterne være en smule immunogene (langsomt allergifremkaldende), hvilket reelt kun vil få betydning, hvis du skal have modgift mange gange i dit liv.
Mvh
Andreas

  • 3
  • 0

Ej hvor spændende.
men hvordan skal en sådan modgift administreres?
Jeg mener; det er vel ikke alle sorte mambaer der er så venlige at bide deres ofre i umiddelbar nærhed af et hospital eller en modgiftstation? Så vidt jeg har forstået - uden at ane en skid om det iøvrigt - så har vi her at gøre med en temmelig hurtigtvirkende gift, så det skal vel gå hurtigt. Og man kan vist ikke forhåndspreparere (vaccinere) mod giften?
Mvh
Ulf

  • 1
  • 0

Hej Ulf
Mange tak! I princippet skal en sådan modgift administreres på et hospital eller en klinik. Det har ikke så meget med bivirkningerne at gøre (som John spurgte ind til i kommentaren over din, og som burde være ikke-eksisterende for en velproduceret rekombinant modgift bestående af humane antistoffer), men derimod at man skal bruge en læge eller sygeplejerske, der kan administrere modgiften intravenøst (som kræver lidt træning). Intravenøs administration er nemlig den absolut hurtigste måde at få modgiften ind i blodbanen og få den til at virke.
Man kunne godt forestille sig, at man måske kunne give modgiften intramuskulært (ligesom de giver morfin i Vietnamfilmene ved at hugge en nål ind i låret), men her vil ulempen være, at det godt kan tage tid for antistofferne at komme ud af selve musklen. Det kan derfor anbefales, at man kun lader sig bide i nærheden af hospitaler eller klinikker.
I en mere futuristisk fremtid kunne man dog måske forestille sig, at man kunne designe et automatiseret injektionsdevice, der selv kunne give medicin intravenøst, efter at blive leveret vha. droneteknologi. Men der går nok desværre både noget tid ift. at udvikle sådanne devices, dernæst at få dem godkendt til brug, og sidst men ikke mindst at de skulle finde deres vej til det afrikanske marked for modgiftsofre.
Man kan ikke rigtig vaccinere mod slangebid. Jeg skrev et indlæg om dette for nogen år siden: https://ing.dk/blog/modgift-vs-vaccine-hvo...
Mvh
Andreas

  • 1
  • 0

Hej Peter
Tak for et godt spørgsmål. En dag vil man nok godt kunne bruge computational biology metoder til fra bunden at designe antistoffer, som binder toksiner (eller for den sags skyld andre proteiner, man måtte ønske at binde til). Men man er dog meget langt fra at kunne dette på såkaldt “de novo” vis (from scratch). Desuden skal man stadig have syntetiseret, klonet og testet sine antistoffer, selv hvis man kunne designe dem på computeren, hvilket ville være en smule dyrere. Alt i alt ville man kun spare ca 7 dages arbejde og have en noget lavere chance for success.
Mvh
Andreas

  • 2
  • 0

Hej Andreas

Tak for godt og fyldestgørende svar.

Jeg glæder mig meget til læse mere om din/jeres forskning og resultater.
Din blog ser jeg altid frem til, både for viden og indhold, men sandelig også for stil.

Mvh. John

  • 2
  • 0