Ny teknologi kan skreddersy medisiner

Arbeidet startet i 2013 i en lab ved Oslo Universitetssykehus. Forskerne tok en titt på det naturlige proteinet Albumin og har nå funnet en metode slik at dette proteinet, med kun noen få endringer, kan forbedre effektiviteten på en rekke medikamenter.

Dette er utgangspunktet for «superalbumin», en ny norsk patentert biomedisinsk teknologi som kan benyttes til å skreddersy virkningstiden til proteinbaserte legemiddelkandidater.

Teknologien

Den nye teknologien er basert på det naturlig proteinet albumin. Dette er et protein vi alle har og vi har mye av det. Både i blodbanen og vev. Derfor er vi veldig tolerante overfor det, forteller Jan Terje Andersen.

Han er forskningsgruppeleder ved Avdeling for immunologi og transfusjonsmedisin ved Oslo Universitetssykehus. I tillegg er han professor i biomedisinsk innovasjon ved avdelingen for farmakologi ved Universitetet i Oslo.

Det er hans gruppe som har kommet frem til teknologien vi snakker om i denne artikkelen, men først er det viktig å forstå hva albumin egentlig gjør.

-Det fungerer som en molekylær taxi, forklarer Andersen.

Proteinet transporterer blant annet næringsstoffer og avfallsprodukter som levers til ulike celler og organer. Dette støttes av at albumin har en lang halveringstid i kroppen på hele tre uker. Den lange virkningstiden deler albumin med IgG- antistoffer, mens andre proteiner brytes ned i kroppen etter få timer eller dager.

Den nye teknologien utnytter seg av dette ved å forlenge virkningstiden.

Historien

Jeg har alltid vært genuint interessert i å forstå hvordan biologiske prosesser holder oss friske eller gir sykdom når de ikke går på skinner. Det har vært opplagt for meg at hvis vi kan tilegne oss en detaljert forståelse av de naturlige prosessene, kan det legge grunnlaget for utvikling av ny biomedisinsk teknologi ved å tilføre eksisterende proteiner små endringer med store konsekvenser.

Andersen og hans team startet å studere den biologiske prosessen til albumin for 15 år siden. Håpet var å finne svaret på hvorfor nettopp dette proteinet hadde så lang virkningstid.

-Det ble gjort helt ned på atomnivå for å virkelig forstå sammenhengen. Når vi hadde detaljert kunnskap på plass, var det en døråpner for hvordan vi kunne manipulere biologien til å prestere enda bedre.

De endte opp med å designe en human albuminvariant som ga betydelig forlenget virkningstid i forhold til naturlig albumin.

-Det oppnådde vi ved å endre tre av de 585 byggesteinene som albumin består av.

Andersen forklarer at når dette nye “superalbumin”-proteinet kobles med protein-baserte legemiddelkandidater vil de kunne forbli i blodbanen over lengre tid, og mer av legemiddelet vil kunne nå sitt faktiske mål.

Det kan føre til at pasienten vil trenge færre og lavere doser.

Færre og lavere doser

-Mange protein-baserte legemidler, med unntak av monoklonale IgG-antistoffer, må tas ofte og med høye doser fordi kroppen bryter de raskt ned, forteller Andersen

Derfor vil noe nå sitt mål, men langt fra alt, og effekten blir kortvarig.

Så om man har en kronisk sykdom, vil pasienten måtte kompensere ved å ta medisinen ofte.

-Siden slike legemidler som oftest gis intravenøst med sprøyte, er det belastende. Med “superalbumin” kan man endre dette behandlingsregimet.

Albuminteknologien er egentlig veldig allsidig, så det er i prinsippet ingen begrensninger for hvilke typer proteinbaserte legemiddelkandidater den kan kobles med, forklarer Andersen.

-Vi har eksemplifisert med alt fra enkle peptider til større komplekse proteiner, og i alle tilfeller har det gitt lengre virkningstid.

Det finnes en rekke proteiner som kan være nyttige til medisinsk bruk. Men de fleste fjernes raskt av kroppen etter injeksjon. Derfor vil de kreve store og hyppige doser administrert over lengre tid for å ha noen effekt. Disse potensielle legemidlene har ofte god effekt i cellekultur og i små dyr, men jo større organismen blir jo vanskeligere blir det.

Løsningen er ofte store og hyppige doser, men dette kan være en stor påkjenning for pasienten. Så det er ikke ideelt og legemidlene blir ofte ikke tatt i bruk.

-«Superalbumin» kan endre på dette, og gi nytt liv til lovende proteinbaserte legemiddelkandidater, som kan bli vurdert på nytt.

Å få full effekt av medisiner vil også kunne spare samfunnet for betydelige kostnader.

Andersen har nylig publisert at teknologien er egnet til å forlenge virkningstiden til komplekse proteiner som for eksempel koagulasjonsfaktorer. Koagulasjonsfaktorer benyttes i dag i behandling av alvorlige blødersykdommer. Å forbedre disse legemidlene vil ha stor betydning.

Bløderne

Når det oppstår skade eller hull i en blodåre, vil kroppen raskt jobbe for å stanse blødningen. Denne prosessen kalles blodlevring eller koagulasjon. Da blir blodet litt tykkere der man blør. For de fleste er dette helt uproblematisk, men om du har en alvorlig blødersykdom mangler du evne til blodlevring.

Individer med blødersykdom har en genfeil. Tilstanden er arvelig og varer livet ut. Det er gutter som får sykdommen, mens jenter er friske arvebærere.

-Pasientene med blødersykdom er i den gruppen med pasienter som må ta medisiner ofte, og det intravenøst med sprøyte. Enten oppsøker man sykehuset regelmessig for å ta medisinen, eller så læres man opp til å kunne ta den hjemme.

Derfor er denne pasientgruppen den ideelle kandidaten til å dra nytte av den nye teknologien.

-Å kunne begrense både dose og antall sprøytestikk gjennom et år vil lette påkjenningen på både pasient og pårørende.

Sprøytefritt

Denne teknologien åpner også opp for sprøytefri levering over slimhinner, som via nesespray eller gjennom en inhalator. Det gir teamet et mulighetsrom som de nå utforsker innen flere faglige retninger.

-Dette kan for eksempel være en attraktiv vei å gi vaksiner for å oppnå beskyttelse der hvor infeksjonen faktisk inntreffer, på slimhinnene. Vi vil i nær tid publiserte et arbeid som nettopp viser hvordan vi har videreutviklet albuminkonseptet til også å inkludere en vaksineteknologiplattform.

Helt norsk

Vi har allerede inngått samarbeid med enkelte selskaper, og er for øyeblikket i kontakt med flere.

Denne teknologien er helt norsk, utviklet i min lab, og har bred patentbeskyttelse.

Jeg synes dette er et svært godt eksempel på hvorfor langsiktig dyptpløyende grunnforskning er så viktig. Når vi fordyper oss, skreller av lag for lag og avslører hvordan kroppen er satt sammen, og hva som går galt når vi utvikler alvorlig sykdom, bare da kan vi skreddersy legemidler som virkelig kan utgjøre en forskjell.

- Vi er i en svært spennende fase for albuminteknologien. Vi har også en rekke andre teknologier under utvikling. Igjen, tar de utgangspunkt i en grunnleggende biologisk forståelse. Blant annet vil vi om ikke alt for lang tid publisere en antistoffteknologi, som allerede er ikke-eksklusivt lisensiert til et internasjonalt selskap.