Etikettarkiv: Medicin

Tvärvetenskap med mycket goda resultat

Magnus Röding och Pierre Carmona. Foto: Lisa Jabar  / AnnalisaFoto
Magnus Röding och Pierre Carmona. Foto: Lisa Jabar / AnnalisaFoto

I ett nära samarbete mellan RISE, Chalmers och AstraZeneca bygger doktoranden Pierre Carmona ny kunskap om hur ett läkemedel kan drageras för optimal frisättning av läkemedlet i kroppen, något som är till stor nytta för patienten.

De flesta läkemedel intas via munnen, tas upp i tarmen och går ut i blodet. Men då tabletter tas vid vissa intervall kan det bli olika koncentration av läkemedlet i blodet under ett dygn vilket ger en ojämn effekt av läkemedlet, något som kan vara skadligt om det blir för höga koncentrationer.
– Genom att dragera läkemedlet med en film med egenskaper som ger en kontrollerad frisättning av läkemedlet kan man hantera det problemet. Dock har man hittills inte förstått alla mekanismer bakom bildandet av sådana filmer och deras struktur, vilket är vad mitt forskningsprojekt fokuserar på, förklarar Pierre Carmona, doktorand vid RISE Jordbruk och Livsmedel samt institutionen för fysik på Chalmers tekniska högskola.

Kombinerad expertis
Projektet, som finansieras av Stiftelsen för strategisk forskning, är tvärvetenskapligt och kombinerar expertkunskaper hos de deltagande parterna RISE, Chalmers och AstraZeneca.
– Frågeställningen som forskningen adresserar är så bred att den inte går att lösa med bara en typ av expertis utan kräver nya angreppssätt, men med våra gemensamma kompetenser kan vi nå hela vägen fram, förklarar Niklas Lorén, huvudhandledare och senior forskare vid RISE Jordbruk och Livsmedel och adjungerad professor vid institutionen för fysik på Chalmers tekniska högskola.
Målen med projektet är flera: dels att skapa nytta för patienten genom en kontrollerad och jämn frisättning av läkemedlet i kroppen, dels en mer generell kunskapsuppbyggnad som kan komma till nytta även i andra sammanhang.
– Vi har länge arbetat med dragering av läkemedel för en jämnare frisättning och förstår stora delar av mekanismerna, men saknar viktiga insikter på mikronivå vilket detta projekt ger oss bättre kunskaper om, konstaterar Christian von Corswant, senior forskare på AstraZeneca.

Porbildning styrande för resultatet
Drageringen som Pierre Carmona studerar består av två polymerer varav den ena är vattenlöslig men inte den andra. Genom fasseparation skapas ett poröst material ur vilket läkemedlet kan frisättas i olika takt beroende på porernas struktur.
– I första läget blandas de två polymererna och etanol och bildar en homogen lösning. När etanol avdunstar så kommer de två polymererna att separera i två faser. När tabletten kommer ner i magen och utsätts för vatten börjar den vattenlösliga polymeren att läcka ut och ett poröst material bildas, förklarar han.
Han fortsätter med att förklara hur takten på frisättningen styrs av de bildade porernas struktur. Är de stora och raka går frisättningen snabbare, är de tunna och krokiga går det långsammare.
– Det vi hoppas lära oss från projektet är hur porbildningen sker på mikronivå och hur den kan styras för att kunna optimera frisättningen av läkemedel bättre framöver. Det handlar både om att förstå hur utformningen av porerna sker och hur olika strukturer på porerna påverkar frisättningen av läkemedel, förklarar Christian von Corswant.

Skalas upp till industrinivå
En viktig del av projektet är att kunna skala upp de processer man tar fram i labbet, som styr porbildningen, till industrinivå.
– Det är något jag verkligen gillar med det här projektet, att det är forskning på en mycket grundläggande nivå som samtidigt är tillämpbar. Jag kan se hur mina resultat kan komma till praktisk nytta inom läkemedelsindustrin samtidigt som jag bidrar till en ökad generell förståelse för de här processerna, konstaterar Pierre Carmona.

Ett unikt projekt
En bidragande orsak till att de kan bedriva den här typen av forskning är den ledande expertis inom avancerad mikroskopi, bildanalys och mjuka materials funktionalitet som finns på Chalmers och RISE, både i kunnande och i avancerad utrustning. I kombination med expertisen på AstraZeneca gör det projektet möjligt.
– Projektet är spännande genom att det kopplar samman kärnkompetenser inom avancerad metodutveckling med materialkompetens hos de ingående parterna. Sammantaget ger det möjligheter till banbrytande forskning som också är tillämpbar inom industrin, en typ av projekt som definitivt inte är vanligt förekommande, avslutar Eva Olsson, professor vid institutionen för fysik, Chalmers tekniska högskola.

Niklas Lorén, Eva Olsson, Pierre Carmona, Aila Särkkä och Christian von Corswant. Foto: Lisa Jabar  / AnnalisaFoto
Niklas Lorén, Eva Olsson, Pierre Carmona, Aila Särkkä och Christian von Corswant. Foto: Lisa Jabar / AnnalisaFoto
RISE / Astrazeneca / Chalmers – polymerfilm för läkemedel

Institutsdoktorandprojektet ”Strukturering av polymerfilmer för kontrollerad frisättning” drivs mellan 2018-10-10 och 2022-12-31. Handledargruppen består utöver Niklas Lorén, Eva Olsson och Christian von Corswant, som nämns ovan, av:
• Magnus Röding, bihandledare, RISE Jordbruk och Livsmedel, adjungerad docent vid institutionen för matematiska vetenskaper, Chalmers och Göteborgs universitet
• Aila Särkkä, bihandledare, professor vid institutionen för matematiska vetenskaper, Chalmers och Göteborgs universitet.

chalmers.se

Små peptiders funktion kartläggs

Simon Elsässer, biokemist vid Karolinska Institutet och SciLifeLab. Foto: Gonzalo Irigoyen
Simon Elsässer, biokemist vid Karolinska Institutet och SciLifeLab. Foto: Gonzalo Irigoyen

Mycket små proteiner i våra celler, så kallade mikroproteiner eller peptider, spelar en viktig roll för cellens normala funktion och i uppkomsten av sjukdomar. Men ännu är dessa inte särskilt väl kartlagda. Simon Elsässer bedriver banbrytande forskning om dessa små proteiners betydelse.

Biokemisten Simon Elsässer genomförde sin grundutbildning i Tyskland och kom till Karolinska Institutet och SciLifeLab 2015 efter doktorandstudier i USA och postdoc-arbete i Storbritannien. Han har alltid intresserat sig för proteinstruktur och funktion och började arbeta med mycket små kedjor av aminosyror vid Karolinska Institutet.
– De stora proteinerna är mycket mer beforskade, men de här små kodsekvenserna, som innehåller mellan ett dussin och ett 70-tal aminosyror, är fortfarande ganska okänd terräng. Därför är det viktigt att kartlägga deras roll för normal cellfunktion och uppkomst av sjukdomar som cancer, berättar Simon.

Nya metoder
Forskningen har två fokusområden: att utveckla ny teknologi och metoder som möjliggör studiet av små peptider samt att upptäcka och kartlägga deras funktioner. Det är ett arbete med utmaningar, eftersom de små peptiderna tenderar att förändras snabbt i evolutionen och endast kan uttryckas i vissa celltyper eller under vissa förhållanden.
– Nya teknologier är viktiga för att kunna visualisera peptiderna inne i den levande cellen och avgöra deras olika interaktioner och funktioner, förklarar han.
Forskargruppen använder sig bland annat av gensaxen CRISPR/Cas9 och cancercellinjer för att identifiera nya funktionella peptider som modulerar tumörtillväxt, läkemedelsresistens, med mera.
– Genom ökad kunskap om de små peptiderna och deras användbarhet som biomarkörer kan man enklare klassificera tumörer och utveckla nya behandlingsstrategier, exempelvis skräddarsydd immunoterapi. Det vi gör är grundforskning; nästa steg är att studera peptidernas funktion i primärtumörer i en mer klinisk miljö, säger Simon.

Bygger plattform
Forskningen finansieras av Stiftelsen för strategisk forskning inom ramen för programmet Framtidens forskningsledare.
– Det är en fantastisk möjlighet att skapa ett brett tvärdisciplinärt nätverk, och ledarskapsutbildningen är en chans att utvecklas på både ett professionellt och personligt plan. Inte minst kan jag nu bygga en stark plattform för min framtida forskning.

Klicka här för att läsa mer om mig och min forskning

KI / SciLifeLab – Små peptider

Det finns stora mängder peptider i mänskliga celler, men deras funktion är lite av ett mysterium. Analyser av genom och masspektrometriska studier visar att många av dem är involverade i humanbiologi och kan relateras till sjukdomar. Syftet med projektet är att på ett systematiskt sätt kartlägga de korta peptider som kodas av sORFs och bestämma deras subcellulära lokalisering och molekylära funktion. Simon Elsässers arbete syftar till att förstå funktionen hos mångfalden av peptider hos människan, samt identifiera potentiella biomarkörer och peptider som modulerar tumörcellers svar på behandling. Forskningen finansieras bland annat av Stiftelsen för strategisk forskning, Ragnar Söderbergs stiftelse och Karolinska Institutet.

scilifelab.se/researchers/simon-elsasser/

Immunceller är nyckeln till framtidens medicin

Niklas Björkström, läkare och klinisk mikrobiolog vid KI. Foto: Gonzalo Irigoyen
Niklas Björkström, läkare och klinisk mikrobiolog vid KI. Foto: Gonzalo Irigoyen

Vilken exakt roll har immunceller i olika sjukdomsförlopp? Genom att studera stora mängder vävnadsprover, cell för cell, lägger Niklas Björkström och hans forskarteam pussel för att bättre förstå hur immunceller arbetar. Förhoppningen är att få mer exakta diagnoser, prognoser och att bidra till framtidens skräddarsydda behandlingar.

– Näst efter hjärnan är immunförsvaret det mest komplexa systemet i kroppen. Immunceller är permanent närvarande i alla våra organ och denna mikromiljö har en koppling till så gott som alla sjukdomar. Större kunskap om hur immunförsvaret fungerar är nyckeln till att förstå varför sjukdomar uppstår och hur vi bäst kan behandla dem, för varje enskild patient, säger Niklas Björkström, läkare och klinisk mikrobiolog.

Arbetar i gränsland
Han är verksam vid Karolinska universitetssjukhuset Huddinge och leder ett team på 20 forskare, som arbetar i gränslandet mellan laboratoriet och den kliniska sjukvården. Tack vare universitetssjukhusets goda forskningsinfrastruktur och stora patientflöde har teamet tillgång till omfattande mängder vävnadsprover, som de studerar på detaljnivå. Sjukdomar i fokus är bland annat cancer, leversjukdomar, graviditetskomplikationer, virusinfektioner och autoimmuna tillstånd.
– Vi tittar på varje cell i hög upplösning. Vilken typ av immuncell är det? Gör den vad den ska? Hur arbetar friska respektive sjuka immunceller? Hur går det till när immunceller ”kapas” av exempelvis tumörceller? De är frågor som vi söker svar på, berättar Niklas.

Individanpassad behandling
Den här kunskapen är kritisk för att skapa framtidens precisionsmedicin, där såväl diagnostik som behandling är individanpassad. Nya behandlingsformer, som monoklonala antikroppar, utnyttjar patientens eget immunförsvar genom att aktivera det för att bekämpa sjukdom. Det finns ett stort intresse för gruppens forskning från bland annat patientföreningar och läkemedelsindustrin.
– Utmaningen idag är att omsätta den solida prekliniska kunskapen i sjukvården. Det är en lång och dyr process att göra kliniska prövningar och vi behöver skapa kostnadseffektiva system för bred implementering, säger Niklas och framhåller det nationella programmet Genomic Medicine Sweden, Wallenbergsstiftelsens satsning WASP, VINNOVA:s kompetensmiljöer och Precisionsmedicinskt centrum på KI som lovvärda initiativ. Han skulle gärna se fler riktade satsningar av det slaget.
– Att specifikt titta på immunceller innebär på sikt ett paradigmskifte i hur vi förebygger, diagnostiserar och behandlar sjukdomar. Det behövs både mer forskning och strategier för att den ska nå ut och göra nytta för patienter.

Klicka här för att läsa mer om min forskning

Karolinska Institutet – Immunceller

Niklas Björkström leder en forskargrupp inom Institutionen för medicin i Huddinge som bedriver translationella immunologiska studier på naturliga mördarceller (NK-celler) och andra lymfocyter. Fokus är att förstå biologin och funktionen hos dessa celler.
Gruppen använder den senaste teknologin inom flödescytometri och bildanalys för att studera cellernas fenotyp och funktion, samt hur de påverkas av tumörmikromiljöer.

För mer information kontakta:
Niklas Björkström
niklas.bjorkstrom@ki.se

www.ki.se

Organisk elektronik med sikte på bot av svåra sjukdomar

Hanne Biesmans, doktorand, Jennifer Gerasimov, förste forskningsingenjör, och Xenofon Strakosas, postdoktor, på Laboratoriet för organisk elektronik vid Linköpings universitet. Foto: Peter Holgersson
Hanne Biesmans, doktorand, Jennifer Gerasimov, förste forskningsingenjör, och Xenofon Strakosas, postdoktor, på Laboratoriet för organisk elektronik vid Linköpings universitet. Foto: Peter Holgersson

I Linköping arbetar en tvärvetenskaplig forskargrupp i gränslandet mellan elektronik och biokemi. Med hjälp av organiska elektronikkomponenter som formas inne i kroppen och blir ett med nervsystemet hoppas man kunna bidra till effektivare behandling av neurodegenerativa sjukdomar.

En gemensam nämnare för epilepsi, Parkinsons och Alzheimers sjukdom är att samtliga orsakas av att nervcellerna i hjärnan eller ryggmärgen bryts ner eller är överaktiva. När det händer drabbas såväl de kemiska som de elektriska signalerna i nervsystemet. Men dagens behandlingar är med få undantag läkemedelsbaserade. Och det är här som professor Magnus Berggren, och hans forskargrupp på Laboratoriet för organisk elektronik vid Linköpings universitet, bestämt sig för att göra skillnad. Genom att koppla ihop kemiska läkemedel med organisk elektronik hoppas gruppen kunna utveckla nya behandlingsalternativ för sjukdomar där nervsystemet successivt förtvinar.
– Grundidén är att inte enbart fokusera på läkemedel utan även på elektronik, för att på så vis modellera de elektroniska funktionerna i hjärnan. Kombinationen öppnar nya möjligheter som tidigare inte har studerats inom detta fält, säger Jennifer Gerasimov, förste forskningsingenjör.

Utmaning
För att nå dit försöker forskarna utveckla elektroniska system som man tillverkar på plats, inne i hjärnan. Komponenterna, i form av finfördelade elektroder och molekyler, injiceras och sedan hjälper metabolismen till att sömlöst integrera komponenterna så att de blir en naturlig del av kroppens nervsystem. Elektroniken kan sedan stimuleras från ”utsidan” för att motverka nedbrytningen av nervceller eller hindra dem från att bli överaktiva.
Projektet har redan kommit en bit på väg.
– Vi har lyckats i olika former av laboratoriemodeller och även genomfört toxicitetsstudier som visar få sidoeffekter så här långt. Nästa steg är att utveckla elektroniska modeller som kan användas för att stimulera våra komponenter, säger Xenofon Strakosas, postdoktor.
Den stora utmaningen för hela projektet är att få till själva gränssnittet, alltså bryggan mellan de kemiska medicinerna och den organiska elektroniken.
– Vi måste hitta ett sätt att översätta signalerna och manipulera apparaterna på utsidan för att få till den läkande effekt som vi vill uppnå inne i hjärnan.

Klicka här för att läsa mer om Laboratoriet för Organisk Elektronik

Materialutveckling
Hanne Biesmans, doktorand, påpekar att elektronik som behandlingsform inte är något nytt. Pacemakers har funnits länge, ett annat exempel är användningen av elektroder för att mildra skakningar vid Parkinsons.
– Ett av våra mål är att låta elektroniken bli en naturlig del av nervsystemet. Idag när man placerar elektronik inne i kroppen är problemet att immunförsvaret attackerar apparaturen så att den på sikt inte längre fungerar. Vi vill utveckla ett mjukt och dynamiskt material som blir en del av hjärnan i stället för att ligga och skava bredvid. På så vis undviker man också immunsystemets attack.

Flera fördelar
En annan fördel med ett mjukt material som integreras i hjärnan är att behandlingen kan nå mer än bara en specifik punkt.
– Det pågår forskning inom många neurologiska sjukdomar där elektroder används för att stimulera nervbanorna. Vi vill gå ett steg längre och hjälpa hjärnan att reparera sig själv. I den bästa av världar skulle människor som mist sin minnesfunktionen på grund av att signaleringen till hjärnan gått förlorad, kunna återfå sitt minne, säger Hanne.
Xenofon fyller i att användningsområdet för gruppens organiska elektronik även kan omfatta exempelvis cancerområdet.
– Idag används elektroder för att döda tumörer i hjärnan, men det blir väldigt lokalt och det krävs många elektroder för att uppnå önskat resultat. Med vår teknik räcker det med ett ingrepp, sedan sköter hjärnan resten.

Framtid
Om och när gruppens forskning har nått fram till kliniskt bruk menar han är svårt att svara på.
– Om 15 år tror jag vi är där, men det lovande utfallet så här långt kan innebära att det går fortare än så.
Jennifer konstaterar att forskargruppen ännu befinner sig i början av en lång resa.
– Vi stöter ständigt på saker som leder in på helt nya vägar, forskningens ständiga tjusning och förbannelse.

Linköpings universitet – Neuroengineering

Projektet e-NeuroFarmakologi fokuserar på organisk elektronik som tillverkas direkt inne i nervsystemet. Den tvärvetenskapliga forskargruppen består av samlad kompetens från bioelektronik, materialvetenskap, elektronik och medicin i en ambition att åstadkomma framtida metoder för behandling av neurologiska sjukdomar. Forskningsledare är professor Magnus Berggren, Laboratoriet för organisk elektronik vid Linköpings universitet.

www.liu.se

Terahertzsensor för nyskapande kontroll av läkemedel

Anders Sparén, Staffan Folestad, Anis Moradikouchi, Jan Stake och Helena Rodilla. Foto: Lisa Jabar  / AnnalisaFoto
Anders Sparén, Staffan Folestad, Anis Moradikouchi, Jan Stake och Helena Rodilla. Foto: Lisa Jabar / AnnalisaFoto

– Vi vill överbrygga terahertzgapet som är den outforskade delen mellan ljus och radiovågor. Målet är att hitta nya användningsområden för THz-spektroskopi och utnyttja tekniken vid framställning av moderna läkemedel, säger Anis Moradikouchi, industridoktorand vid Chalmers.

Sedan tre år tillbaka arbetar en tvärvetenskaplig forskargrupp vid Chalmers med att hitta nya användningsområden för THz-spektroskopi. En viktig roll i forskningsarbetet innehas av industridoktoranden Anis Moradikouchi som tillsammans med sina handledare, Helena Rodilla, docent vid Chalmers och Anders Sparén, senior forskare vid AstraZeneca, tagit sig an utmaningen.
– I det här projektet enas forskare från olika vetenskaper kring ett gemensamt mål, att med hjälp av terahertzteknik utveckla en sensor som i realtid kan kvalitetskontrollera läkemedel under tillverkning, berättar Anders Sparén.
Till saken hör att läkemedelsindustrin under de senaste tio åren alltmer frångått batchproduktion för att i stället producera läkemedel kontinuerligt. Kvalitetskontrollen av produkter som tabletter har traditionellt gjorts på slutprodukten, vilket kan ta allt från ett par timmar till ett par veckor.
– Vi vill med hjälp av THz-spektrometri flytta analysen närmare produktionen och i idealfallet göra den i realtid, i samband med själva tillverkningen.

Terahertzsensor
Spektroskopiska tekniker är inte något nytt inom läkemedsindustrin. Det som är nytt är att arbeta i terahertzbandet. Terahertzstrålning kan nämligen användas för att karakterisera bulkmaterialegenskaper som porositet och densitet.
En annan fördel är THz-strålningens förmåga att tränga in i material som inte är elektriskt ledande. Tekniken kan därmed användas för att avbilda innehållet i olika förpackningar och inkapslingar. Och det är här som Anis Moradikouchi och hennes forskning kommer in i bilden.
– Ett första delmål var att karakterisera och undersöka känsligheten av en modell som jag utvecklat för ändamålet. Just nu arbetar jag med att identifiera tabletter, pulver och andra material med hjälp av tekniken. Här finns redan en del lovande resultat.
Helena Rodilla påpekar detta är ett första steg mot implementeringen av en produktionslinjeanpassad sensor.
– Samarbetet med forskare från olika vetenskapliga fält är en förutsättning för att vi ska lyckas. Det är i skärningspunkten mellan de olika vetenskapliga disciplinerna vi hoppas kunna utveckla något helt nytt: en terahertzsensor för kontroll av moderna läkemedel som i realtid kan karakterisera såväl innehåll som form av medicin.

Chalmers – Terahertzsensorer

Med terahertzsensorer för framställning av moderna mediciner vill vi demonstrera en beröringsfri sensor som klarar av att i realtid karakterisera både innehåll och fysiska egenskaper av läkemedel under tillverkning samt möjliggöra mer effektiva tillverkningsprocesser för att säkra tillgång till moderna läkemedel.

www.chalmers.se

Ny forskning kastar ljus på dold kvinnosjukdom

Ina Schuppe Koistinen, docent och forskare vid Karolinska Institutet. Foto: Johan Marklund
Ina Schuppe Koistinen, docent och forskare vid Karolinska Institutet. Foto: Johan Marklund

Var tredje kvinna drabbas under sin livstid av bakteriell vaginos. Trots det stora lidande som sjukdomen orsakar har forskningsinsatserna på området varit små. Det är något som Ina Schuppe Koistinen, docent och forskare vid Karolinska Institutet vill ändra på.

I ett SSF-finansierat projekt har Ina Schuppe Koistinen gjort gemensam sak med Gedea Biotech, ett Lundabaserat biotechföretag som lyckats ta fram och få patent på en antibiotikafri behandling av bakteriell vaginos.
– Vi har ett ömsesidigt forskningsintresse och började samarbeta redan för ett par år sedan. När möjligheten att söka pengar för en industridoktorand dök upp gjorde vi en gemensam ansökan som har resulterat i ett fyraårigt projekt med fokus på bakteriell vaginos, berättar Annette Säfholm, vd för Gedea Biotech.

Annette Säfholm, vd för Gedea Biotech.
Annette Säfholm, vd för Gedea Biotech.

Allvarliga konsekvenser
Bakgrunden är att det idag inte finns någon molekylär definition av vilka bakterier som tar över när infektionen är ett faktum. Behandlingsalternativen är få, oftast handlar det om antibiotika som slår ut alla bakterier och ger återfall i sjukdomen.
– Det är en sak att det svider, luktar illa och ger besvär. Men vad många inte vet är att bakteriell vaginos även kan ge konsekvenser i form av svårigheter att bli gravid, och att det finns risk för allvarliga komplikationer under graviditeten, säger Ina Schuppe Koistinen.

Flera spår
I projektet Ett mikrobiom fritt från antibiotika och bakteriell vaginos, är fokus på att i första steget definiera vad som är ett normalt mikrobiom i vaginan för att i nästa steg förstå bakteriell vaginos på molekylär nivå.
– Andra forskningsspår är att försöka hitta associationer mellan olika graviditetskomplikationer och fertilitet baserat på mikrobiom. Vi studerar även immunsvar och den mänskliga kroppens interaktion med mikrobiomet, behandlingseffekter av antibiotika samt Gedeas antibiotikafria behandling. Vi ska också fokusera på de kvinnor som har återfall och studera resistensutvecklingen mot antibiotika, berättar Ina Schuppe Koistinen.

Dataanalys
Rent praktiskt handlar projektet om avancerad dataanalys och metodutveckling.
– Vår doktorand kommer att använda sig av gensekvensering och matematisk modellering för att se statistiska skillnader i materialet. Här kommer vi att använda oss av olika typer av machine learning-algoritmer i syfte att även kunna prediktera vilka kvinnor som svarar på vilket sätt på behandling, berättar Ina Schuppe Koistinen.
Om allt går enligt plan ska projektet resultera i en klar och tydlig definition av vad bakteriell vaginos är och vilka arter av bakterier som ska adresseras vid behandling.
– Vi hoppas också att den antibiotikafria behandlingen visar sig vara så effektiv att den kan ersätta antibiotika för patientbehandling, säger Ina Schuppe Koistinen.
Annette Säfholm påpekar att vikten av att bättre kunna behandla och förebygga att vaginala infektioner återkommer.
– Det är ett jättestort gissel för patienterna. Genom att kartlägga den molekylära bakgrunden kan vi bättre förstå sjukdomen och därmed också hjälpa de som drabbas.

Skandal
Ina Schuppe Koistinen tycker att skandal är ett för svagt ord för att beskriva kunskapsläget vad gäller kvinnospecifika sjukdomar i vår tid.
– Hur många procent av läkemedelsbolagens forskning och utveckling är riktad mot kvinnospecifika sjukdomar? Fyra procent enligt Forbes! För mig är den låga andelen en stark drivkraft. Den kvinnliga kroppen ska inte behöva vara ett medicinsk mysterium. Det är dags att vi kvinnor kräver mer forskning, bättre vård och tillgång till innovation.

KI – Vaginalt mikrobiom

Idag finns lite kunskap om hur mikrofloran i vaginan påverkar kvinnors hälsa och fertilitet. Projektet avser att undersöka hur det vaginala mikrobiomet särskiljer sig mellan friska kvinnor och kvinnor diagnosticerade med bakteriell vaginos. Därutöver studeras hur det vaginala mikrobiomet påverkas av behandling med antibiotika respektive antibiotikafri behandling. I oktober kommer boken Vulva: Fakta, myter och livsomvälvande insikter, skriven av Ina Schuppe Koistinen, ut på Bookmarks förlag.

www.ki.se
www.gedeabiotech.se

Tvärvetenskapligt finsnickeri ska ge nano-vaccin mot bakterieinfektioner

Birgitta Henriques-Normark, professor och överläkare i klinisk mikrobiologi vid Karolinska Institutet och Jerker Widengren, professor i biomolekylär fysik vid KTH. Foto: Johan Marklund
Birgitta Henriques-Normark, professor och överläkare i klinisk mikrobiologi vid Karolinska Institutet och Jerker Widengren, professor i biomolekylär fysik vid KTH. Foto: Johan Marklund

I ett tvärvetenskapligt projekt som leds av Birgitta Henriques-Normark, professor och överläkare i klinisk mikrobiologi vid Karolinska Institutet, är siktet inställt på att med hjälp av exosomer, nanopartiklar från bakterier, utveckla en ny kategori vacciner mot bakteriella infektioner.

Infektionssjukdomar är ett omfattande globalt problem som skördar miljontals människoliv årligen. Dagens vacciner ger inte fullgott skydd mot de vanligaste sjukdomsalstrande bakterierna. Och det är här som Birgitta Henriques-Normarks forskning kommer in i bilden. Projektet bygger på den relativt nya upptäckten att bakterier kan producera exosomer, nanopartiklar i form av små membranblåsor, som gör att bakterierna kan kommunicera med omgivningen.
– Vi har funnit att vi kan använda dessa bakteriella ”blåsor” för immunisering och på så vis skydda kroppen mot bakterieangrepp, förklarar Birgitta Henriques-Normark.

Visualisering
I nästa steg ska forskarna med hjälp av olika visualiseringstekniker försöka karakterisera de bakteriella exosomerna.
– När vi vet mer om hur de ser ut och hur de är uppbyggda och vad det är som gör att de kan skydda mot infektion kan vi utifrån dessa kunskaper skapa nano-vacciner mot bakterieinfektioner.
I första skedet har forskarna riktat in sig på bakterier som ger upphov till luftvägsinfektioner, vissa hudinfektioner samt blodförgiftning och hjärnhinneinflammation.
– Den gemensamma nämnaren, förutom att bakterierna orsakar stort lidande, är att samtliga har liknande uppbyggnad av sin cellvägg och att de producerar exosomer, vilket är en förutsättning för att vi ska kunna utveckla den här typen av nano-vaccin, säger Birgitta Henriques-Normark.

Tvärvetenskapligt
Forskningen sker i nära samarbete med Jerker Widengren, professor i biomolekylär fysik vid KTH. Han leder en forskargrupp som arbetar med att öka känslighet och upplösning av fluorescensbaserad spektroskopi och mikroskopi.
– Med hjälp av dessa tekniker kan vi inte bara detektera enstaka molekyler utan även se var de är i cellerna, hur de rör sig och interagerar, vilket öppnar spännande möjligheter inom det biomedicinska området.
Till saken hör att Jerker Widengren även har en läkarexamen i bagaget.
– Min bakgrund gör det extra roligt att jobba med våra metoder för den här typen av applikationer där vi adresserar en så tydlig patientnytta.

Söker ledtrådar
I just det här projektet används de superhögupplösande mikroskopi- och spektrometrimetoderna för att studera bakteriernas exosomer, vars storleksordning är en tusendel av bredden på ett hårstrå. Att studera dem är ett finsnickeri som kan bidra till att både förebygga sjukdom och rädda liv.
– Idag har vi tillgång till superhögupplösande fluorescensbaserade metoder som gör att vi kan ta bilder av exosomer och se hur de är fördelade och binder till varandra, vilket i nästa steg kan ge ledtrådar till vilken roll de har i invasivitet och sjukdomsalstrande förmåga, säger Jerker Widengren.
På sikt är förhoppningen även att applicera kvantdetektorer i projektet.
– Vitsen med det är utökade möjligheter att noga kunna undersöka olika sjukdomsförlopp på molekylär nivå, att kunna studera exosomer inte bara i vattenlösningar, utan även i blod, och följa deras resa i kroppen.

Framtid
Utvecklingen av ett nano-vaccin mot bakterieinfektioner har redan kommit en bra bit på väg.
– Vi har data som tyder på att man kan få skyddseffekt och har även kommit ganska långt vad gäller karakterisering. Tanken är att använda en ganska bred approach där vi med hjälp av teknologi förstår hur dessa exosomer kan användas som vaccin och vad det är som gör att de ger skydd, förklarar Birgitta Henriques-Normark.
Om allt går enligt plan hoppas hon på att om cirka tio år ha nått fram till klinisk prövning av nano-vaccinet.
– Att lyckas skulle betyda enormt mycket på många olika plan. För mig handlar det om att bota och förebygga luftvägsinfektioner som är en stor anledning till död och till sjuklighet i världen. Dessa vacciner kan även bli en positiv kraft i kampen mot antibiotikaresistens.

Karolinska Institutet – med-x vacciner

Projektet ”Nya strategier för mer verkningsfulla vacciner” är en del av SSF:s forskningsprogram Med-X, en tvärvetenskaplig satsning inom medicin och teknikvetenskap där syftet är att ge nya lösningar för kliniska behov. Forskningen leds av Birgitta Henriques-Normark, professor och överläkare vid institutionen för mikrobiologi, tumör- och cellbiologi vid Karolinska Institutet och stöds med 35000000 kr under åren 2019–2024. Medverkar i projektet gör även George Sotiriou (KI, fysiker, nanopartikelvetenskap), Ali Elshaari och Val Zwiller (KTH, fysiker, kvantnanofotonik), samt detektorföretaget Single Quantum.

ki.se

Utvecklar beslutsstöd för djup hjärnstimulering

Teresa Nordin och Dorian Vogel, doktorander på institutionen för medicinsk teknik vid Linköpings universitet. Foto: Lasse Hejdenberg
Teresa Nordin och Dorian Vogel, doktorander på institutionen för medicinsk teknik vid Linköpings universitet. Foto: Lasse Hejdenberg

– Vi vill utveckla ett beslutsstöd som med hjälp av Big Data kan peka ut vilket område i hjärnan som bör stimuleras vid behandling av Parkinsons och andra rörelsesjukdomar, säger Karin Wårdell, professor på institutionen för medicinsk teknik vid Linköpings universitet.

Djup hjärnstimulering, DBS, är en form av hjärnkirurgi där en tunn elektrod placeras djupt inne i hjärnan. Metoden är en viktig terapi för rörelsestörningar som Parkinsons sjukdom och essentiell tremor. För behandlande läkare är vägen fram till operation kantad av en rad överväganden och beslut som ska grundas på stora mängder data i form av bland annat bilder av den aktuella patientens hjärna, bilder från redan behandlade patienters hjärnor samt från tidigare behandlingar och behandlingsresultat.
I projektet Djup hjärnstimulering: dataanalys för kliniskt stöd är syftet att föra samman alla multiparametriska DBS-data för kliniskt stöd.
– Vi vill skapa ett intuitivt visualiseringsverktyg som underlättar den kirurgiska planeringen och uppföljningen av DBS. En slags atlas över hjärnan som på statistiska grunder kan tala om vilket område av hjärnan som bör stimuleras, och inte bör stimuleras, för att skapa så god effekt som möjligt hos varje enskild patient, förklarar professor Karin Wårdell, forskningsledare.
Atlasen bygger på patientdata som dels inhämtats under operationer vid kliniker i Sverige och Frankrike, dels på att data samlats in under många år i samarbete med forskare vid Karolinska universitetssjukhuset och Umeå universitetssjukhus.
– Genom att föra samman all data från de olika patienterna vill vi identifiera det område i hjärnan som är bäst att stimulera vid olika sjukdomar, säger vice forskningsledare Simone Hemm-Ode, professor vid University of Applied Sciences and Art Northwestern Switzerland.

Appar
Projektet har redan kommit en bra bit på väg.
– Vi har utvecklat två testappar där man kan skapa en hjärnmodell och sedan föra in alla aktuella patientdata i simuleringskonceptet. Det vi jobbar på nu är DBviS, Deep Brain Visualisation. Här kommer vi att samla all information från våra studier och där kan användare jämföra våra resultat med sina egna simuleringar. Det övergripande målet med projektet är dels att få fram ett verktyg för kliniskt beslutsstöd vid DBS, dels att förstå mer om mekanismerna bakom sjukdomarna, avslutar Karin Wårdell.

Linköpings universitet – Big Data

Projektet ”Djup hjärnstimulering: dataanalys för kliniskt stöd” stöds med 21 miljoner kronor av SSF. Även neurokirurgiska kliniken i Linköping, Harvard Medical School samt DBS-enheterna i Umeå, Clermont-Ferrand och London deltar i projektet.

liu.se/en/research/neuroengineering-lab

Kraftsamling för tidig diagnostik av Alzheimers sjukdom

Bengt Långström, Agneta Nordberg, Robert Stefanuik och Hans Ågren. Foto: Göran Ekeberg
Bengt Långström, Agneta Nordberg, Robert Stefanuik och Hans Ågren. Foto: Göran Ekeberg

I ett tvärvetenskapligt forskningsprojekt är siktet inställt på att utveckla spårmolekyler för att med PET-teknikens hjälp mäta patologiska förändringar i hjärnan. Resultatet kan leda till nya diagnostiska biomarkörer, tidig upptäckt och nya möjliga måltavlor för behandling av Alzheimers.

Nära 40 miljoner människor runt om i världen uppskattas vara drabbade av Alzheimers sjukdom. Men trots intensiv forskning finns det idag inte någon behandling som kan bota sjukdomen. En orsak är troligen att Alzheimers inte är en sjukdom utan flera.
– Idag anar vi att minnesstörningar är ett sjukdomstecken som kan leda till en rad sjukdomar. Det finns sannolikt inte en universalbehandling som fungerar på alla Alzheimerpatienter, säger Agneta Nordberg, professor vid Karolinska Institutet.
Sedan 2015 leder hon SSF-forskningsprojektet Nya biomarkörer för tidig diagnos och behandling av Alzheimers sjukdom där forskare från olika vetenskapliga discipliner tagit ett helhetsgrepp på forskningsprocessen i syfte att öka förståelsen av sjukdom, behandling och diagnostik. Under projektets gång har forskarna utifrån datorbaserade prediktionsmodeller utvecklat olika radiokemiska substanser för studier med PET-teknik, karaktäriserat nya spårmolekyler i postmortal vävnad samt studerat heterogenitet och möjliga subtyper av Alzheimers sjukdom.

In silico-studier
Hans Ågren, professor vid Uppsala universitet, arbetar med teoretiska datorsimuleringar av strukturer och funktioner hos olika patologiska proteiner. Målet är att få fram spårmolekyler som är effektiva och specifika för just de proteiner som är karaktäristiska för Alzheimers sjukdom.
– Det gäller att försöka uppnå förståelse för hur biomarkörerna fungerar, hur effektivt de binder till proteinerna och vilka andra viktiga egenskaper de har.
Forskargruppen har lyckats härleda flera intressanta molekylära markörer som sedan har utvärderats experimentellt inom projektet.
– Parallellt med in silico-studier använder vi oss också av AI och Machine Learning för att hitta algoritmer som passar bra för att förutsäga de bäst lämpade markörerna, särskilt när det gäller deras tillämpningar in vivo, säger Hans Ågren.

Syntesutveckling och testning av nya PET-spårmolekyler.
Syntesutveckling och testning av nya PET-spårmolekyler.

PET
Det slutliga målet är att få fram molekyler som är märkta med en kortlivad radionuklid som kan användas i en PET-undersökning. Och det är här som Uppsalaprofessorn Bengt Långström och Christer Halldin, KI-professor, kommer in i bilden. De är båda experter på radiokemi och har lång erfarenhet både av att utveckla kemiska strukturer och syntes av radioaktiva spårmolekyler för PET-undersökningar.
– Samarbetet med Hans Ågrens grupp har för vår del inneburit ett mer rationellt sätt att leta bland intressanta molekyler. Med hjälp av de sofistikerade screeningmetoderna kan vi snabbare komma fram till vilka spårmolekyler som besitter den önskade selektiviteten och specificiteten som gör att de kan bli användbara verktyg i klinisk forskning och möjliggöra framtagandet av läkemedel, säger Bengt Långström.
Nästa steg handlar om testning av lovande spårmolekyler för mätning av patologiska Alzheimerförändringar.
– Vår egenutvecklade PET-molekyl Alfa-7 har så här långt studerats i post-mortal human vävnad och olika djurmodeller med lovande resultat. Vi står nu på tröskeln till att få den godkänd för studier på människa, berättar Agneta Nordberg.

Spårmolekyler
Professor Eric Westman, Karolinska Institutet, expert på studier av subtyper av Alzheimerpatienter medelst PET-och MRI-undersökningar påpekar att projektet, från inledande modellering och hela vägen fram till en färdig spårmolekyl, har varit väldigt intressant.
– Kombinationen av kompetenser och att vi har arbetat parallellt i olika delar hoppas jag i slutänden ska leda till ett säkrare sätt att diagnostisera patienten.
Agneta Nordberg konstaterar att utvecklingen går fascinerande snabbt framåt och att det på senare tid har hänt en hel del inom området.
– Om fem år hoppas jag att vi har spårmolekyler som används för såväl tidig upptäckt som diagnostik och kan leda fram till en effektiv sjukdomsmodifierande behandling vid Alzheimers sjukdom.

Teoretisk in silico design av nya PET biomarkörer.
Teoretisk in silico design av nya PET biomarkörer.
Karolinska Institutet – Alzheimers-markörer

Forskningen ingår i projektet ”Nya biomarkörer vid tidig diagnos och behandling av Alzheimers sjukdom” som stöds med 33 miljoner kronor av Stiftelsen för strategisk forskning (SSF).

Kontakt: agneta.k.nordberg@ki.se
ki.se/nvs

Material för framtidens läkemedelsutveckling

Daniel Aili, professor vid Institutionen för fysik, kemi och biologi vid Linköpings universitet och hans forskarkollegor. Foto: Peter Holgersson
Daniel Aili, professor vid Institutionen för fysik, kemi och biologi vid Linköpings universitet och hans forskarkollegor. Foto: Peter Holgersson

Cancerforskning, sårläkning och biobläck. Materialen som Daniel Aili och hans forskarkollegor har tagit fram kan användas inom en rad olika områden och öppnar för många nya möjligheter.

Cellodling används i princip i all biomedicinsk forskning. Daniel Aili, professor vid Institutionen för fysik, kemi och biologi vid Linköpings universitet, har tillsammans med sina kollegor tagit fram material som tar cellodlingen till nästa nivå.
– Det vi gör kan liknas vid ett molekylärt lego. Vi utvecklar legobitar som består av molekyler och använder samma tänk och principer som man gör när man bygger lego, säger Daniel Aili.
Det vanliga sättet att odla celler på är att de odlas i små plastskålar. Då växer cellerna i princip på själva plasten. När celler växer i vävnad är de inbäddade i en slags vattenrik geléliknande substans som kallas extracellulär matrix.
Daniel Aili och hans forskarteam har skapat en typ av material som gör det möjligt att odla celler på ett sätt som mer liknar hur celler växer i vävnad. Materialen som forskarna har tagit fram består till största del av vatten och kallas för hydrogeler.
– Syftet med de olika legobitarna är att kunna peta in så många nödvändiga eller intressanta funktionaliteter i hydrogelen som möjligt. Delvis för att kunna anpassa materialet för olika tillämpningar, vävnadstyper eller celltyper men också för att kunna titta på olika biomedicinskt relevanta frågeställningar, säger Daniel Aili.

Nya möjligheter med biobläck
Tack vare forskarnas möjligheter att styra hydrogelens egenskaper går det att skapa robusta hydrogeler som kan vara både flytande och fasta. Den här typen av hydrogeler kan till exempel användas vid injektioner av känsliga stamceller och som biobläck vid 3D-bioprintning.
– Biobläck är en kombination av hydrogel och celler. Biobläcken används i en 3D-bioprinter för att göra mer sofistikerade och komplexa vävnadslika strukturer, säger Daniel Aili.
Forskarnas hydrogeler används idag bland annat inom cancerforskning, sårläkning och läkemedelsutveckling. I framtiden tror Daniel Aili att vi genom användandet av hydrogeler kan minska djurförsöken inom biomedicinsk forskning. Det finns även goda möjligheter att använda hydrogeler vid till exempel cellterapibehandlingar för att bota svåra sjukdomar.

Daniel Aili och hans team har skapat en typ av material som gör det möjligt att odla celler på ett sätt som mer liknar hur celler växer i vävnad. Foto: Peter Holgersson
Daniel Aili och hans team har skapat en typ av material som gör det möjligt att odla celler på ett sätt som mer liknar hur celler växer i vävnad. Foto: Peter Holgersson
Linköpings universitet – Bioresponsiva hydrogeler

Det tvärvetenskapliga forskarteamet vid Linköpings universitet bedriver forskning kring modulära och programmerbara bioresponsiva hydrogeler. Forskarna utvecklar hydrogeler som bland annat kan användas för att skydda celler vid cellinjektionsterapi, läkemedelsutveckling och biomedicinsk forskning.
Molekylära material är en av enheterna vid avdelningen för Biofysik och bioteknik, Institutionen för fysik, kemi och biologi (IFM).

liu.se