Morgendagens medisin

Alle levende celler trenger sink. Ved å regulere tilgangen til sink har forskere kommet på sporet av en mirakelmedisin mot diabetes, kreft og antibiotikaresistente bakterier.

Forsker Ove Alexander Høgmoen Åstrand viser frem en en modell av virkestoffet som kan bekjempe de multiresistente bakteriene. Foto: Elina Melteig/UiO

Ville forske på kreft

Da Ove Alexander Høgmoen Åstrand begynte på doktorgraden sin, var det for å forske på ny kreftmedisin. I stedet har han i samarbeid med flere andre forskere gjort funn innenfor vidt forskjellige anvendelsesområder. Arbeidet har så langt ført til 13 publikasjoner, manuskripter og et patent. Den røde tråden i arbeidet hans er mineralet sink, som alle celler trenger for å leve. Dersom cellen får for lite eller for mye vil den gjennomgå celledød. Selv enzymet som sørger for å iverksette celledøden er avhengig av sink. Opprinnelig var målet å påvirke sink-tilgangen i kreftceller for å aktivere nettopp dette enzymet. I stedet kom man fram til at det fantes enda bedre metoder.

Når gift blir medisin

Når en svulst vokser over 1-2 centimeter, trenger den bedre blodtilførsel. Da begynner den å bryte ned vevet rundt seg og lager nye blodårer til seg selv. Legumain er blant enzymene som sørger for oppbrytningen av spesifikke proteiner rundt svulsten. Det er veldig mye av dette enzymet i og rundt kreftceller, men nesten ingenting i vanlige celler. Dette kan brukes til å lage giftstoffer som bare er giftige i nærheten av kreftceller.

 – Vi tok derfor et svært giftig stoff, kolkisin, og koblet det til proteinet kreftcellene bryter ned, forklarer Åstrand. Det er egentlig et veldig fettløselig stoff, men med en proteinhale ble det vannløselig. Derfor kan det transporteres rundt i kroppen uten å gå inn i andre celler på veien. Når enzymet fra kreftcellen klipper opp proteinet blir giften fettløselig igjen. Det betyr at den kan tas opp i cellen. Siden giften kun kan skilles fra proteinet ved hjelp av kreft-enzymet blir dette en gift som blir aktiv i nærheten av kreft. Dette reduserer bieffekter ved giften betraktelig.

Mirakelmedisin mot diabetes

Kan man øke metabolismen, lagre mindre fett og samtidig senke farlig høyt blodsukkernivå samtidig? Dette er mirakelmedisinen mange diabetikere og overvektige har ventet på.

 – Vi vil øke fettmetabolismen, samtidig som vi vil lagre mindre av det, sier Åstrand. Vi vil også hindre at det klumper seg eller hoper seg opp et sted. Det finnes et protein som regulerer hvilke gener som kommer til uttrykk. Dette proteinet er avhengig av sink. Det gjør at det er mulig for oss å forsterke eller minske genuttrykket.

Åstrand og en gruppe andre forskere sett etter nye forbindelser som kan gjøre alle disse tingene.  Ved hjelp av datasimuleringer kan de «designe» molekyler med de ønskede egenskapene.

Ove Aleksander Høgmoen ÅstrandOve Alexander Høgmoen Åstrand viser frem en en modell av virkestoffet som kan bekjempe de multiresistente bakteriene. Elina Melteig/UiO

Regulerer blodsukkernivået

Selv om Åstrand først og fremst ville regulere fettmetabolismen, har forsøk vist at de også kan senke blodsukkernivået.

 – Vi ser at mengden glukose i blodet blir mindre. Vi vet ikke om cellene suger opp glukose på grunn av stoffene vi forsker på, eller om det er andre årsaker, men vi har sett gjennom forsøk at det er en sammenheng mellom hvor mye av medisinen vi tilsetter og hvor mye glukose som tas opp i cellen, forklarer Åstrand.

Andre runde med testing på rotter er nettopp avsluttet. Dermed er det en stund før det foreligger noen klare resultater av studien.

Vanlige bakterier kan bli dødelige

Multiresistente bakterier har de siste tiårene vært et stadig økende problem. I Norge har man hatt dødsfall som følge av resistens. Åstrand illustrerer antibiotikaresistens på sitt mest groteske:

 – Se for deg at du har blitt smittet med kjøttetende bakterier i en lilletå slik at den må amputeres. Dersom disse er antibiotikaresistente, og såret ikke gror, ender man kanskje med å kutte av hele foten. Deretter leggen. Til sist helt øverst ved låret. Etter det begynner det å bli kritisk hvis bakteriene ikke kan bekjempes. For hundre år siden kunne du dø av et kutt i fingeren. Slik kan det bli nå også hvis vanlige bakterier blir dødelige igjen.

Vil bekjempe superbakteriene

Målet er å bryte ned forsvarsverket til de multiresistente bakteriene. De inneholder et enzym som bryter ned beta-laktamantibiotika. Det vil si de vanligste former for antibiotika, som penicillin. Hvis man klarer å ødelegge dette enzymet blir bakteriene sårbare for antibiotika igjen.

I Tromsø ligger Nasjonal kompetansetjeneste for påvisning av antibiotikaresistens. Åstrand har samarbeidet med dem om å utvikle den nye supermedisinen.

 – Vi visste at flere antibiotikaresistente bakterier har enzymer som avhenger av sink på ulike måter. Siden vi har en haug med forbindelser som binder sink spesifikt sendte vi det vi hadde til Tromsø, forteller han. Av alle forbindelsene vi sendte var det to som var potensielt brukbare.

Kanskje kommer kuren

Etter mange runder med testing fant forskerne endelig et stoff som fungerte godt. Det viste seg å være et stoff som allerede finnes i bakterienes egen cellevegg. Dette er nå blitt testet på aggressive antibiotikaresistente bakterier. Ved hjelp av dette stoffet vil man kunne redusere mengden antibiotika betraktelig. Så langt er stoffet testet på én bakterietype. Før det kan bli medisin må det testes på ulike typer bakterier, menneskeceller og til sist på dyr. Hele prosessen kan ta opp mot ti år.

 – Ettersom vi har tatt patent på dette kan det være at legemiddelindustrien viser interesse. Det koster mellom 5 – 25 milliarder kroner å utvikle et legemiddel.

Allsidige metoder

Metodene Åstrand har vært med på å utvikle vil være nyttige i mange ulike sammenhenger. Blant annet har de utviklet nye metoder for å observere hvordan sink oppfører seg i cellen. De har laget fluorescerende stoffer som binder seg utelukkende til sink. Da lyser de mer opp enn de ellers ville gjort. Ved å bestråle cellene med UV-lys kan forskerne se hvor i cellen sink befinner seg. Dette gir en indikasjon på hvilke prosesser sink inngår i.

 – Vi er ikke de første som har laget slike sink-prober, men vi er interesserte i å lage prober med bestemt selektivitet. Vi har gitt våre prober «håndtak» slik at vi kan feste den til det vi vil. For eksempel antibiotika eller ulike proteiner.

Av Elina Melteig
Publisert 18. des. 2013 12:40 - Sist endra 18. feb. 2020 08:06