Fremtidens lægemidler: Schweizerknive i pilleform

Forskere på Aarhus Universitet er i gang med at udvikle en ny metode til at lave multifunktionelle lægemidler, der hurtigt og billigt kan samles ud fra den enkelte patients behov.

19.03.2018 | Peter F. Gammelby

Ideen om det multifunktionelle lægemiddel kan minde om schweizerknive, der fås i mange forskellige versioner alt efter brugerens behov. Foto: Andrew Toskin / CC BY-SA 2.0

Et grafisk eksempel på et nyt multifunktionelt lægemiddel: det grå net er platformen af DNA-strenge, monteret med lægemiddel-molekyler (røde), en isotop som lyser op (orange), målsøgende ligand-molekyler (blå), selvpenetrerende peptider (lilla) og albumin-bindere til transport (grønne). Grafik: Kurt V. Gothelf.

Professor Kurt V. Gothelf leder det nye Center for Multifunctional Biomolecular Drug Design. Foto: Lars Svankjær.

Forestil dig et lægemiddel bestående af biologiske molekyler, som hver især er konstrueret til at rejse rundt i blodbanerne for at finde frem til og hægte sig fast på f.eks. specifikke typer kræftceller i en specifik patient. Og som derefter kan aktivere et sporstof, så lægerne med scannere kan lokalisere kræften.

Og som oven i købet kan alarmere patientens immunforsvar eller selv trænge ind i kræftcellen og afgive et toksin, som slår den (altså kræftcellen) ihjel.

Og forestil dig så, at hver af disse funktioner 

- at rejse rundt i blodbanerne ved at binde sig til transportproteinet albumin
- at medbringe et lægemiddel
- at finde og hægte sig fast på en nøje defineret celle vha et ligand-molekyle
- at medbringe en isotop der lyser op, så man kan se at den er det rette sted
- at aktivere immunforsvaret med et antistof
- at kunne trænge gennem barrierer som f.eks. cellevægge vha. selvpenetrerende peptider
- at undgå selv at blive angrebet af patientens immunforsvar før det når sit mål

 

kan produceres i forvejen og ligge i et bibliotek af biologiske moduler i nanostørrelse, som kan sættes sammen som værktøjer i en schweizerkniv alt efter, hvad den enkelte patient har brug for.

Her består schweizerkniven bare ikke af stål, men af et lille stykke skræddersyet nukleinsyre (DNA eller RNA), som de enkelte moduler selv monterer sig på ved hjælp af forskellige kemiske processer.

Det lyder svært, og er det også. Biokonjugation – at skabe stabile kemiske bindinger mellem biologiske molekyler, som ikke naturligt binder til hinanden – er et forholdsvis nyt forskningsfelt.

Store planer med små moduler

Ikke desto mindre er det målet for det nye Center for Multifunctional Biomolecular Drug Design (CEMBID), som åbner på Aarhus Universitet i dag, den 19. marts:

At udvikle nye og effektive metoder til biokonjugation, designe de biologiske molekyler som moduler og endelig at skabe og afprøve de nye multifunktionelle lægemidler i laboratorieforsøg.

Centret vil koncentrere sig om to af de sygdomme, som plager flest mennesker: kræft og åreforkalkning.

”Vores system med at bruge DNA til at skabe personlig medicin er ideelt. Vi udvikler nye metoder til at sætte de byggesten sammen, som passer bedst til patienten, meget enklere, end man hidtil har kunnet. Målet er at bane vejen for en ny generation af billige og effektive multifunktionelle lægemidler,” fortæller lederen af CEMBID, professor Kurt V. Gothelf fra Aarhus Universitet.

Han regner med, at han og hans kolleger vil have de første multifunktionelle lægemidler til kliniske billedbehandlinger (f.eks. binder sig til plak i en forsnævret blodåre og lyser op, så det bliver lettere at se i scanningsbilleder eller med endoskoper) allerede inden for seks år.

...efter 10 års nørderi

Kurt Gothelfs egen ekspertise er at programmere DNA til holde på bestemte proteiner, og at sætte DNA fast på proteiner – noget, som ikke normalt foregår i naturen.

Sammen med bl.a. professor Jørgen Kjems, som leder en af grupperne i CEMBID, har han gennem en halv snes år arbejdet i et Grundforskningscenter med at programmere DNA-strenge til at danne to- og tredimensionelle nanostrukturer, såkaldt DNA origami.

”Vi har forsket i og nørdet med DNA nanoteknologi i 10 år uden præcist at vide hvilken anvendelse det kunne føre til. Nu har det vist sig at have potentiale til at udvikle fremtidens multifunktionelle medicin,” siger Kurt Gothelf.

En god investering

Dekan for Science and Technology på Aarhus Universitet, Niels Christian Nielsen, ser det nye forskningscenter som endnu et bevis på, at penge til den frie grundforskning er givet godt ud.

”Grundforskning med et åbent og nysgerrigt sind skaber den viden, som anvendt forskning bygger på. Det er CEMBID et fremragende eksempel på – det bygger på viden skabt i Center for DNA-Nanoteknologi, der blev oprettet i 2007 med støtte fra Danmarks Grundforskningsfond,” siger Niels Chr. Nielsen.

CEMBID er finansieret med 60 mio. kr. fra Novo Nordisk Fondens Challenge Programme.

 

Ledelsen af CEMBID består – foruden Kurt Gothelf og Jørgen Kjems – af lektor Ken Howard, Aarhus Universitet, som er ekspert i drug delivery og farmakokinetik, og professor Tony LaHoutte fra Vrije Universiteit i Bruxelles, der har stor erfaring med kliniske undersøgelser af biokonjugater.

 

 


CEMBID åbner officielt mandag den 19. marts.

Se programmet her.

 

Læs mere på CEMBID's hjemmeside. 

 

Kontakt: 

Professor Kurt V. Gothelf
iNANO og Institut for Kemi
Aarhus Universitet
Email:kvg@chem.au.dk
Tlf: 6020 2725  

 

 

Offentligheden / Pressen