Jagten pÄ et godt match
Nye lÊgemidler er ligesom gode partnerskaber: De bygger pÄ et godt match. At finde et godt match mellem kemiske stoffer og deres sÄkaldte targets er derfor et typisk udgangspunkt i arbejdet med at udvikle nye lÊgemidler. Den udvikling vil Stefan Vogel sÊtte turbo pÄ med en NERD-bevilling pÄ 14 mio. fra Novo Nordisk Fonden.
Der er helt sikkert et match derude. Det mÄ man minde sig selv om, nÄr man har ledt og ledt efter den rigtige kombination, og det gÊlder ogsÄ i forskning og udvikling af nye lÊgemidler. I den verden findes der mange kemiske stoffer, som skal matches med et sÄkaldt target (f.eks. et menneskeligt protein) pÄ forskellige mÄder og i forskellig styrke.
Hvordan fÄr man sÄ det bedste match? Dette spÞrgsmÄl er udgangspunktet i medicinalkemikeren Stefan Vogels NERD-projekt. Princippet bag hans ide er bÄde simpelt og komplekst: At bruge DNA-kontrollerede molekylÊre biblioteker til at teste et stort antal forskellige kemiske stoffer for deres evne til at binde til et protein.
Et stĂŠrkt match kan potentielt ende med, at der en dag kommer et lĂŠgemiddel pĂ„ markedet, der kan kurere en af de sygdomme, som vi i dag ikke endnu har effektiv medicinsk behandling mod. SĂ„danne matches er kombinationer, der kan vĂŠre interessante startstrukturer eller âlead candidatesâ, som de kaldes i den farmaceutiske industri; altsĂ„ kemiske stoffer, som man kan arbejde videre med i udviklingen af ny medicin.
âBehovet for ny og bedre medicin er nĂŠrmest endelĂžstâ
âVi vil gĂžre processen med at finde de gode startstrukturer meget hurtigere, sĂ„ medicinalforskningen fĂ„r noget at udvikle pĂ„. Behovet for ny og bedre medicin er nĂŠrmest endelĂžstâ, siger Stefan Vogel, der arbejder pĂ„ at udvikle sĂŠrlige nanoreaktorer, som jagten pĂ„ de gode kombinationer kan foregĂ„ i.
Der findes imidlertid uendeligt mange kemiske stoffer, sÄ hvordan tester man flest mulige kombinationer pÄ mindst mulig kort tid og ogsÄ og pÄ en bÊredygtig mÄde med mindst mulig miljÞpÄvirkning?
En del af Stefan Vogels innovative lÞsning er at lade syntesen foregÄ i ultrasmÄ vandmÊngder (atto- eller zeptoliter). Dette betyder meget mindre stofmÊngder og betydeligt mindre belastning af miljÞet end ved klassisk kemisk syntese med organiske oplÞsningsmidler.
Attoliter og zeptoliter
-
En attoliter er 0,000000000000000001 liter.
-
En zeptoliter er 0,000000000000000000001 liter.
Hastighed er vigtigt
âMen det vigtigste er hastigheden. Vi vil teste tusinder af kemiske stoffer pĂ„ fĂ„ minutter. Tid er en ekstremt vigtig faktor for medicinalfirmaerne, fordi en hurtig udvikling i sidste ende giver deres produkt lĂŠngere tid pĂ„ markedetâ, forklarer Stefan Vogel.
Hans nanoreaktorer er kun 50-200 nanometer store, sÄ der kan altsÄ vÊre rigtigt mange af dem i en pipettespids med vand. Hver nanoreaktor er lavet af lipider, dvs. fedt, og man skal forestille sig en drÄbe med vÊgge af fedt og indhold af 0,000000000000000001 liter vand samt de Þnskede kemiske stoffer.
SĂ„dan en nanoreaktor er af samme stĂžrrelsesorden som de strukturer, der opererer pĂ„ alt livs molekylĂŠre niveau i en organismes celler, sĂ„ man kan altsĂ„ tale om âbiomimetiskeâ reaktorer.
Nanoreaktorer reagerer med hinanden
Hver nanoreaktor indeholder en kemisk byggesten eller enzymer, som fusionerer, hvis reaktoren mÞder en anden nanoreaktor med en anden kemisk byggesten, som den kan reagere med, nÄr reaktorerne smelter sammen. Dette fÄr lov at udvikle sig, indtil 3-5 af de oprindelige kemiske byggesten har reageret med hinanden og har dannet et nyt molekyle.
De nye molekyler fusionerer med deres target (f.eks. et menneskeligt protein) som del af processen, og hvis de binder, kan det aflĂŠses individuelt for hver nanoreaktor.
âStĂžrre skal molekylerne ikke vĂŠre, for sĂ„ er de ofte ikke lĂŠngere interessante til lĂŠgemiddeludvikling. Nogle af de nyopstĂ„ede molekyler vil kunne binde til deres target protein, og opskaleret kan man pĂ„ denne kemiske platform teste et meget stort antal forskellige kemiske stoffer pĂ„ meget kort tidâ, siger Stefan Vogel.
Videnskabelig litteratur
Stefan Vogel har skrevet flere videnskabelige artikler om nanoreaktorer. Bl.a.:
- .
- .
MĂžd forskeren
Stefan Vogel er medicinalkemiker, ph.d. og lektor pÄ Institut for Fysik, Kemi og Farmaci.
Om bevillingen
NERD-bevillingen fra Novo Nordisk Fonden er pÄ 14 mio. kr., og projektet lÞber frem til 2030. Bevillingen gÄr til et projekt, som skal udvikle og anvende en ny teknologi med DNA-kontrollerede, molekylÊre biblioteker i nanoreaktorer; en teknologi med store muligheder i jagten pÄ kemiske biblioteker af potentielle lÊgemiddelmolekyler, som kan bidrage til udvikling af ny medicin.