Colibakterier kan lave kræftmedicin
Danske forskere har udviklet en metode, som potentielt kan bruges til at dyrke kræftmedicin i colibakterier.
Colibakterier kræftmedicin planteenzymer

Forskere har udviklet et værktøjssæt, som gør, at de kan få bakterier til at lave planteenzymer, som kan producere eksempelvis kræftmedicin. (Foto: Shutterstock)

Fremover kan din medicin måske blive dyrket i bakterier.

Forskere fra Danmark Tekniske Universitet har nemlig udviklet en metode, som kan få bakterier til at danne planteenzymer.

Historien kort
  • Et nyudviklet, dansk værktøjssæt er et gennembrud i industriel sammenhæng, fordi den får bakterier til at danne gavnlige stoffer, eksempelvis medicin, som normalt bliver dannet i planter. 
  • Nu er det op til andre forskere at finde ud af, hvad de vil bruge det nye værktøjssæt til.

Planteenzymerne får bakterierne til at danne gavnlige stoffer, eksempelvis medicin, som normalt bliver dannet i planter.

Metoden kan potentielt bruges til fremover at lave eksempelvis kræftlægemidler af colibakterier, siger en af forskerne, Morten Nørholm, der er ph.d. og seniorforsker ved DTU Biosustain, Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainability, ved Danmarks Tekniske Universitet (DTU).

Han nævner et kemoterapeutisk lægemiddel kaldet Taxol.

»Stoffet Taxol bliver i dag fremstillet delvist ved hjælp af planter og delvist ved en kemisk syntese. Det er en dyr og besværlig proces. Med vores metode kan man flytte produktionen af Taxol over i colibakterier og lave medicinen langt billigere og nemmere, end man gør i dag,« siger Morten Nørholm.

Det nye studie er for nyligt offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Biotechnology and Bioengineering.

Kan optimere bioteknologiske processer i industrien

Søren Bak er professor i plantebiokemi ved Institut for Plante- og Miljøvidenskab på Københavns Universitet. Han har læst det nye studie fra DTU.

Om enzymer

Et enzym er et protein, der katalyserer biokemiske processer inde i organismer.

Det kan eksempelvis være P450 i planter, som hjælper til med dannelsen af forskellige giftstoffer, som planterne bruger til at forsvare sig med.

Den nye metode gør det lettere at arbejde med en gruppe enzymer, som normalt er vanskelige at arbejde med, fordi de sidder forankret i membraner, siger Søren Bak, som har arbejdet med området i mere end 20 år.

Derfor synes han, at den nye forskning er meget anvendelig.

»Forskerne fra DTU har lavet et sæt værktøj, som kan bruges til at få de her enzymer ind i colibakterier og vedhæfte dem i colibakteriernes cellemembraner. Det kan have forskellige anvendelighedsmuligheder inden for bioteknologien, hvor man gerne vil have planteenzymer udtrykt i bakterier,« siger Søren Bak.

»Deres tilgang til at optimere processen er smart designet. Jeg forventer også, at deres system kan bruges til at sætte planteenzymer ind i andre industrielle mikroorganismesystemer,« fortsætter han.

Enzymer findes i alle organismer

Det nye forskningsresultat handler om en bestemt gruppe enzymer kaldet P450.

P450'er findes i alle levende organismer, og enzymerne har en lang række forskelligartede funktioner.

Planter benytter eksempelvis P450 til at lave forskellige giftstoffer, som de bruger til at bekæmpe insekter og andre dyr, som forsøger at spise dem.

Mennesker har P450'er i leveren. Vi bruger enzymet til at modvirke den giftige effekt af de mange, ofte giftige, plantestoffer, som vi spiser i vores kost.

Colibakterier kræftmedicin planteenzymer

Meget af den medicin, der kommer fra planter, er et resultat af et samarbejde mellem en bestemt gruppe enzymer kaldet P450. Men planter kræver store arealer at vokse på, så forskere, der fremstiller medicin, vil hellere arbejde med P450 i bakterier, som kan dyrkes i store tanke eller i reagensglas. (Foto: Shutterstock)

Enzymer laver gavnlige ting for mennesker

Nogle af de stoffer, som P450 laver i planter, har mennesker gavn af.

Meget af den medicin, der kommer fra planter, er for eksempel et resultat af et samarbejde mellem mange forskellige P450'er i planter.

P450'er er interessante i biotekindustrien, da de er i stand til at ændre forskellige molekyler med kemiske stoffer, så molekylerne bliver til alt fra lægemidler til smagsstoffer som vanillin i vanilje.

Men planter kræver store arealer at vokse på, og de skal have sollys, så forskere, der fremstiller medicin, vil hellere arbejde med P450 i bakterier, som kan dyrkes i store tanke eller i reagensglas.

Derfor er den nyudviklede metode et gennembrud i industriel sammenhæng:

»Den vil gøre det muligt i meget større målestok at producere de eftertragtede plante-enzymer. Bakterier kan vokse meget hurtigere end planter, der måske skal vokse i adskillige år, før de overhovedet begynder at lave de stoffer, som vi gerne vil have ud af dem,« forklarer Morten Nørholm.

Planteenzymer vil ikke være i bakterier

En udfordring er, at planter og bakterier er to meget forskellige typer organismer. P450 fra planter har det ikke nødvendigvis godt inden i en bakterie.

Når enzymer ikke trives, laver de ikke de føromtalte stoffer, og så får man hverken lægemidler eller aromastoffer ud af dem.

Ifølge Morten Nørholm er det en klassisk bioteknologisk udfordring at få bakterier til at udtrykke planteenzymerne på en måde, så de laver de stoffer, forskerne gerne vil have dem til.

»Vi har manglet værktøj til at kunne gøre det effektivt og med mange enzymer ad gangen. Vi har også manglet værktøj til at kunne undersøge, om enzymer bliver udtrykt i rigelige mængder i bakterierne,« siger Morten Nørholm.

Colibakterier kræftmedicin planteenzymer

Hidtil har det været en udfordring at få bakterier til at udtrykke planteenzymerne på en måde, så de laver de stoffer, forskerne gerne vil have dem til. Men den hurdle har forskerne overvundet i det nye forskningsprojekt. (Foto: Shutterstock)

Udviklet metode til at omprogrammere enzymer

I det nye forskningsprojekt er det lykkedes Morten Nørholm og kollegerne at udvikle en metode, hvorved de på en let måde kan overføre de gener, som danner P450 i planter, til bakterier, så bakterierne producerer plante-P450 i en aktiv form og i tilstrækkelige mængder.

Forskerne har blandt andet fundet ud af, hvordan de ved at omprogrammere DNA’et, der danner enzymerne, kan få enzymerne til at sætte sig fast i bakteriernes cellemembran.

»I planten sætter enzymerne sig fast i en membran, som hedder det endoplasmatiske reticulum, men sådan et har bakterier ikke. Derfor har det tidligere været svært at få bakterier at bruge planteenzymerne korrekt. Når vi omprogrammerer enzymerne kan vi få dem til at sætte sig i bakteriernes cellemembran, og så kan bakterierne meget bedre bruge dem,« siger Morten Nørholm.

Indsatte fluorescerende stof

Forskerne kan med den nye metode overføre mange forskellige enzymer til bakterier på én gang. De har også fundet ud af, hvordan de kan følge med i, om enzymerne bliver udtrykt i bakterierne i de mængder, de gerne vil have.

Det har de gjort ved at sætte et lille fluorescerende sporstof på enzymerne, så de lyser op, når der er mange af dem.

»Vi har udvidet den værktøjskasse, som bioteknologer, der arbejder med P450, bruger, når de skal forsøge at få bakterier til at udtrykke planteenzymer med det ene eller det andet formål. Nu er det så op til andre end os at finde ud af, hvad de vil bruge det her værktøjssæt til,« siger Morten Nørholm.   

Lyt på Videnskab.dk!

Hver uge laver vi digital radio, der udkommer i form af en podcast, hvor vi går i dybden med aktuelle emner fra forskningens verden. Du kan lytte til den nyeste podcast i afspilleren herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Har du en iPhone eller iPad, kan du finde vores podcasts i iTunes og afspille dem i Apples podcast app. Bruger du Android, kan du med fordel bruge SoundClouds app.
Du kan se alle vores podcast-artikler her eller se hele playlisten på SoundCloud

Det sker