Banar väg för genbaserade läkemedel

Presentation
Elin Esbjörner, docent på institutionen för biologi och bioteknik, Marcus Wilhelmsson, biträdande professor vid Kemi och biokemi och Fredrik Höök, professor vid Chalmers. Foto: Patrik Bergenstav
Elin Esbjörner, docent på institutionen för biologi och bioteknik, Marcus Wilhelmsson, biträdande professor vid Kemi och biokemi och Fredrik Höök, professor vid Chalmers. Foto: Patrik Bergenstav

– Utmaningen med RNA-läkemedel är att hitta transportvägar och få in dem i cellerna som de ska påverka. Uppgiften är inte omöjlig, viruspartiklar vet exakt hur det kan göras. Nu är det vi som ska försöka hjälpa till att knäcka koden, säger Fredrik Höök, professor vid Chalmers tekniska högskola.

Inom industriforskningscentrumet, FoRmulaEx, studerar forskare från Chalmers, Göteborgs universitet och KI grundläggande förutsättningar för nukleotidbaserade läkemedel. Med det menas läkemedel som bygger på den kod som ligger till grund för hur cellerna fungerar, DNA och RNA. Projektet är ett svar på en SSF-utlysning där svenska forskare bjöds in till en samverkan med industrin, inspirerad av företagens utmaningar med fokus på grundvetenskap.
Resultatet blev för tre år sedan ett projekt med inriktning på metoder för att underlätta läkemedelsforskning, där AstraZeneca, Camurus, Vironova och Gothenburg Sensor Devices stod för att formulera de kunskapsluckor som området är behäftat med. AstraZeneca har en växande portfölj av oligonukleotid- och mRNA-projekt och det finns ett stort behov av att upptäcka och utveckla förbättrade leveranssystem för läkemedlen i kroppen. Något som kan möjliggöra nya, genetiskt baserade behandlingar inom en rad olika sjukdomsområden. För forskarna som ingår i projektet är det dock, i dubbel bemärkelse, resan som är vägens mål.
– För oss spelar det mindre roll vilken sjukdom det handlar om. Vår uppgift är att titta närmare på nästa generations leveranskoncept av genetiskt baserade läkemedel, ett koncept som tros bli betydelsefullt för många sjukdomar som inte går att behandla eller bota idag. Vi har en värdcell och studerar mekanismerna, exakt var i kroppen våra fynd gör mest nytta bestäms senare av mer medicinkliniskt inriktade forskare och aktörer, säger Fredrik Höök.

Kartlägger transportvägar
Teamet på Chalmers arbetar främst med LNP, lipida nanopartiklar, med vars hjälp man försöker efterlikna virusinfektioner eller snarare så kall-ade exosomer som är en del av cellernas naturliga kommunikationssystem.
– Vi vill förstå hur celler som tar upp de genetiskt baserade läkemedlen processar partikeln och koden innan den släpps in i cellen och börjar göra nytta. Nu arbetar vi på bred front med att förfina de verktyg som finns tillgängliga för ändamålet.
Marcus Wilhelmsson, professor vid Kemi och kemiteknik, och hans forskargrupp arbetar med samma frågeställning. Gruppen är specialiserad på att utveckla och använda fluorescenta basanaloger och metodologier som kan användas för att öka förståelsen kring upptag, transport och frisättning från endosomer av oligonukleotidbaserade läkemedel.
– Både Fredrik Hööks och min forskning är väldigt metodbaserad, men vi tar oss an uppgiften med olika infallsvinklar och metodkompetens, säger Marcus Wilhelmsson.

Färgmikroskopi
I Chalmersteamet ingår även Elin Esbjörner, docent på institutionen för Biologi och bioteknik.
– Projektet handlar i grunden om att möjliggöra en ny sorts läkemedel som är svåra att få in i cellen vilket vi arbetar med ur olika aspekter. Min uppgift är att försöka förstå hur nanopartiklarna tas upp och vad som händer efter att de tagit sig in i cellen.
Forskargruppen använder färgmikroskopimetoder för att filma enskilda celler och kan med hjälp av ett mRNA, som bildar ett grönt fluorescerande protein, följa inte bara nanopartikelns färd in i enskilda celler utan även bildandet av protein, alltså den terapeutiska effekten.
– Vi har ägnat mycket tid åt att försöka förstå hur snabbt partiklarna tas upp av celler och hur de transporteras inuti cellen innan de frisätts. Om man till exempel gör partiklar med olika kemiska egenskaper påverkar det deras upptag.
En utmaning är att mRNA som tas upp av cellen först hamnar i små vätskefyllda blåsor, endosomer. För att kunna göra nytta måste de ut ur endosomerna och in i cytoplasman.
Trots att centret bara har varit verksamt i omkring tre år har ett väldigt dynamiskt och framgångsrikt samarbete etablerats smellan de akademiska grupperna och företagen. De första rönen publicerades nyligen av Hadi Valadis grupp, som leder forskningen på Göteborgs universitet, och många nya spännande fynd kommer att presenteras från teamet inom kort, där också Samir El Andaloussi och Molly Stevens på KI ingår.

Chalmers – FoRmulaEx
FoRmulaEx stöds av SFF och handlar om att paketera biologiska läkemedel i nanokapslar för att nå kroppens celler och bota svåra sjukdomar. Förutom Chalmers ingår Karolinska Institutet, Göteborgs universitet, AstraZeneca, Camurus, Vironova och Gothenburg Sensor Devices i konsortiet.

FoRmulaEx, prof. Fredrik Höök
Institutionen för fysik
Chalmers tekniska högskola
E-post: fredrik.hook@chalmers.se


Publicerad: 18 juni, 2020