Etikettarkiv: FoRmulaEx

Tvärvetenskaplig kraftsamling bakom framgång för FoRmulaEx

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

FoRmulaEx, det industriella forskningscentret för funktionell leverans av RNA, har börjat generera banbrytande resultat. Bakom framgångarna ligger ett nära och mycket fruktbart samarbete mellan forskare från olika vetenskapliga discipliner, universitet och företag.

Ett av samarbetsprojekten inom FoRmulaEx är inriktat på att utveckla en metod som underlättar för läkemedelsbolag att ta fram RNA-baserade läkemedel och vacciner. Här har det hänt en hel del under det gångna året.
– Vi i labbet vågade tro på metoden redan för ett år sedan men nu har vi verifierat resultaten och fått dem publicerade, berättar Marcus Wilhelmsson, professor vid institutionen för Kemi och kemiteknik vid Chalmers.
Metoden är nu föremål för en patentansökan som redan fått en positiv utvärdering i Storbritannien, en indikation som tyder på att ett patent är inom räckhåll. Föremålet för ansökan är att forskargruppen utvecklat en metod som på ett enkelt och rättvisande sätt åskådliggör processen kring upptag av vaccin- eller läkemedels-RNA i cellen. Med hjälp av ett fluorescensmikroskop är det möjligt att med blotta ögat följa vad som sker i cellen när RNA-formuleringen gör entré.
Chalmers Ventures tillsammans med forskarna bakom upptäckten arbetar nu med att utveckla ett bolag kring metoden, en process som löper parallellt med den akademiska forskningen som fortsätter med oförminskad kraft.

Ny screeningmetod för mRNA
Metoden har tagits fram i samarbete med professor Elin Esbjörners grupp som helt nyligen också har publicerat en ny metod för screening av nya mRNA-formuleringar. Det fina med den nya metoden, som är framtagen i samarbete med AstraZeneca, är att forskarna, förutom att titta på upptag och produktion av ett protein i en cell, även kan följa processen ”endosomal escape”.
– Under endosomal escape tar sig RNA ut ur membranklädda blåsor, endosomer, och in i cytoplasman där de har sin terapeutiska effekt. ”Endosomal escape” är en av de största begränsningarna för RNA-baserade läkemedel. Med hjälp av vår metod kan man se hur effektiv den processen är, berättar Elin Esbjörner.
I praktiken innebär den nya metoden att forskare som screenar olika typer av lipidformuleringar, förutom att hitta de mest effektiva, även kan förklara varför de fungerar.
– Är de effektiva för att de är bra på upptag eller för att de är bra på både upptag och endosomal escape? Det är här som vår metod fyller en viktig funktion. Riktigt bra mRNA-läkemedel vill man kunna ge i så låg dos som möjligt, och då är det viktigt att få till väldigt effektiv endosomal escape, förklarar Elin Esbjörner.
Den övergripande målsättningen är att metoden ska bidra till utveckling av mer träffsäkra och effektiva mRNA-läkemedel.
– Något som på sikt även kommer att kunna göra dessa läkemedel billigare. Många av de fantastiska biologiska läkemedlen som utvecklats under de senaste decennierna kommer inte alla till gagn eftersom de är så dyra och det blir policybeslut på vilka som kan få, och inte få, behandlas med dem. I takt med att vi lär oss allt mer om processerna, har vi med våra olika gruppers kompetenser en unik chans att skapa ännu bättre lösningar.

Konkret instrument
Även Björn Agnarsson, forskningsingenjör på avdelningen för nano- och biofysik, har under det gångna året kommit långt med att förfina ett instrument för mätning av nanopartiklar. Insikten om att även andra forskare skulle ha nytta av ett liknande instrument i sitt labb blev starten på ett konkret utvecklingsarbete av själva hårdvaran.
– För oss har det inneburit mycket tester och kanske mer ingenjörsarbete än renodlad forskning. Siktet har varit inställt på att ta fram en användarvänlig produkt, nu återstår bara ett fåtal justeringar innan vi är helt nöjda.
För Mattias Sjöberg, doktorand, har arbetet i forskningsgruppen gett god inblick i både teori och praktik.
– Parallellt med produkt- och teknikutvecklingen arbetar jag med mitt eget forskningsprojekt där jag använder teknologin vi tar fram för att producera data och studera biologiska nanopartiklar. Det är både kul och givande att få ta del av arbetet i två världar.
Fredrik Höök, professor i biologisk fysik vid institutionen för fysik på Chalmers och projektledare för FoRmulaEx, konstaterar att alla forskningsspår börjar knytas ihop till ett projekt där alla bidrar med sin del.
– En bred och öppen akademisk och industriell samverkan är en förutsättning för att lyckas med utmaningen. Genom denna kraftsamling, där vi samlat spetskompetens från både industri och akademi, kan vi göra stor nytta för samhället. Den resan har bara börjat.

Björn Agnarsson, forskningsingenjör och Mattias Sjöberg, doktorand på avdelningen för nano- och biofysik. Foto: Lisa Jabar  / AnnalisaFoto
Björn Agnarsson, forskningsingenjör och Mattias Sjöberg, doktorand på avdelningen för nano- och biofysik. Foto: Lisa Jabar / AnnalisaFoto
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, Astra Zeneca, Camurus, Vironova och Nanolyze i konsortiet.

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

Banar väg för genbaserade läkemedel

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