Jagten på et godt match

Der er helt sikkert et match derude. Det må man minde sig selv om, når man har ledt og ledt efter den rigtige kombination, og det gælder også i forskning og udvikling af nye lægemidler. I den verden findes der mange kemiske stoffer, som skal matches med et såkaldt target (f.eks. et menneskeligt protein) på forskellige måder og i forskellig styrke.

Hvordan får man så det bedste match? Dette spørgsmål er udgangspunktet i medicinalkemikeren Stefan Vogels NERD-projekt. Princippet bag hans ide er både simpelt og komplekst: At bruge DNA-kontrollerede molekylære biblioteker til at teste et stort antal forskellige kemiske stoffer for deres evne til at binde til et protein.

Et stærkt match kan potentielt ende med, at der en dag kommer et lægemiddel på markedet, der kan kurere en af de sygdomme, som vi i dag ikke endnu har effektiv medicinsk behandling mod. Sådanne matches er kombinationer, der kan være interessante startstrukturer eller ”lead candidates”, som de kaldes i den farmaceutiske industri; altså kemiske stoffer, som man kan arbejde videre med i udviklingen af ny medicin.

”Behovet for ny og bedre medicin er nærmest endeløst”

”Vi vil gøre processen med at finde de gode startstrukturer meget hurtigere, så medicinalforskningen får noget at udvikle på. Behovet for ny og bedre medicin er nærmest endeløst”, siger Stefan Vogel, der arbejder på at udvikle særlige nanoreaktorer, som jagten på de gode kombinationer kan foregå i.

Der findes imidlertid uendeligt mange kemiske stoffer, så hvordan tester man flest mulige kombinationer på mindst mulig kort tid og også og på en bæredygtig måde med mindst mulig miljøpåvirkning?

En del af Stefan Vogels innovative løsning er at lade syntesen foregå i ultrasmå vandmængder (atto- eller zeptoliter). Dette betyder meget mindre stofmængder og betydeligt mindre belastning af miljøet end ved klassisk kemisk syntese med organiske opløsningsmidler.

Hastighed er vigtigt

”Men det vigtigste er hastigheden. Vi vil teste tusinder af kemiske stoffer på få minutter. Tid er en ekstremt vigtig faktor for medicinalfirmaerne, fordi en hurtig udvikling i sidste ende giver deres produkt længere tid på markedet”, forklarer Stefan Vogel.

Hans nanoreaktorer er kun 50-200 nanometer store, så der kan altså være rigtigt mange af dem i en pipettespids med vand. Hver nanoreaktor er lavet af lipider, dvs. fedt, og man skal forestille sig en dråbe med vægge af fedt og indhold af 0,000000000000000001 liter vand samt de ønskede kemiske stoffer.

Sådan en nanoreaktor er af samme størrelsesorden som de strukturer, der opererer på alt livs molekylære niveau i en organismes celler, så man kan altså tale om ”biomimetiske” reaktorer.

Nanoreaktorer reagerer med hinanden

Hver nanoreaktor indeholder en kemisk byggesten eller enzymer, som fusionerer, hvis reaktoren møder en anden nanoreaktor med en anden kemisk byggesten, som den kan reagere med, når reaktorerne smelter sammen. Dette får 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 aflæses individuelt for hver nanoreaktor.

”Større skal molekylerne ikke være, for så er de ofte ikke længere interessante til lægemiddeludvikling. Nogle af de nyopståede molekyler vil kunne binde til deres target protein, og opskaleret kan man på denne kemiske platform teste et meget stort antal forskellige kemiske stoffer på meget kort tid”, siger Stefan Vogel.