Ny opfindelse kan gøre sukkersygemedicin mere sikker
Bivirkninger fra medicin er et tilbagevendende fænomen for sukkersygepatienter. Nu har danske forskere udviklet en ny måde at designe lægemidler på, som gerne skulle dæmpe bivirkningerne.
Den nye opfindelse betyder, at man kan få insulin til automatisk at samle sig helt ensartet i en kemisk gitterkonstruktion. Det gør metoden meget brugbar til at designe medicin, der skal ligge i depot i kroppen. Og metoden kan sikkert også bruges til andre lægemidler. (Foto: Shutterstock)

 

Patienter, der lider af sukkersyge, har brug for medicin med færre bivirkninger.

På Kemisk Institut på Københavns Universitet har vi i samarbejde med forskere hos Novo Nordisk A/S udviklet en helt ny måde at designe lægemidler.

Vi er begyndt med noget, som på længere sigt kan blive brugt af den gruppe patienter, der lider af type 1-diabetes. Ved hjælp af et forholdsvist simpelt kemisk trick ser det ud til, at vi kan fremstille insulin, som potentielt kan virke ensartet over lang tid. Det er vigtigt for 35 millioner sukkersygepatienter, så det er vi naturligvis superglade for.

Sukkersyge er en dødbringende sygdom, der ikke kan kureres. Men hvis patienterne får industrielt fremstillet insulin, kan de leve et næsten normalt liv.

Fakta

Hvorfor får nogle sukkersyge? Alle mennesker har sukker i blodet. Når vi spiser, kommer der lidt mere, men det er vigtigt for kroppen, at sukkerniveauet er så jævnt som muligt. Når vi er raske, bliver sukkeret nedbrudt af et protein, der hedder insulin. Sukkersyge opstår, når patienter mister evnen til at producere insulin.

Der er bare en hage. Det er vanskeligt at producere insulin, der bliver frigivet helt ensartet over et helt døgn. Derfor er det svært for den enkelte patient at holde blodsukkerniveauet jævnt. Og hvis blodsukkerniveauet svinger alt for voldsomt, kan det give alvorlige skader på nyrer, nerver, øjne og blodårer.

Der blev sat en lille 'krog' på insulinmolekylet

Kroppens naturlige insulin bliver produceret i bugspytkirtlen. Her samler insulinmolekylerne sig i ensartede gitterkonstruktioner, der kaldes hexamerer. Jo mere ensartet insulinen er bundet sammen, desto mere sikker kan man være på, at den bliver frigivet til kroppen i forudsigelige portioner med et ensartet tempo.

Det er denne ensartethed, medicinalindustrien prøver at efterligne, når de fremstiller insulin som medicin.

Den opfindelse, jeg og mine kolleger på Kemisk Institut har gjort, betyder, at vi kan få industriel insulin til automatisk at samle sig helt ensartet i en kemisk gitterkonstruktion. Vi har gjort det ved at sætte en lille kemisk 'krog' på insulinmolekylet.

Knud Jørgen Jensen er professor på Københavns Universitet, hvor forskningen foregår på grænsefladen mellem kemi og biologi med brug af nanobiovidenskab. (Foto: Jes Andersen/Københavns Universitet)

For enden af hvert insulinmolekyle sidder et stof, der hedder bipyridin. Det er så at sige den krog, insulin bruger til at hægte sig sammen med andre molekyler. I laboratoriet satte vi et jern II-atom på bipyridin-krogen, og jern er meget nemt at styre rent kemisk. Faktisk betyder vores nye metode, at insulinen af sig selv samler sig i en helt ensartet struktur. Vi har skabt det, man kalder en selvsamlende nanostruktur.

Bugspytkirtlen producerer hele tiden insulin og gemmer den, indtil man spiser noget sukkerholdigt, som skal nedbrydes. Den menneskeskabte insulin sprøjter man i stedet ind under huden. Der ligger den på lager, eller i depot, i det fedt, der sidder lige under huden.

 

Insulinen samler sig meget ensartet

Vi tog mikroskopiske billeder af både overfladen og den indre struktur med de nanoteknologiske metoder 'Atomic Force Microscopy' (AFM) og 'Small Angle X-ray scattering'. Da vi så billederne, kunne vi med det samme se, at vores nye selvsamlende nanoinsulin kunne være meget velegnet til sådan et depot. Men vi var lidt i tvivl om, hvorvidt vores insulin også ville virke som medicin.

Vi var bange for, at nanoinsulinen sad så godt fast i sin gitterkonstruktion, at den ikke ville blive frigivet til kroppen. Hvis den ikke bliver frigivet, ville vores metode være ubrugelig til medicin. Men heldigvis viste gitterdannelsen sig at være reversibel.

Figur B viser en model af insulinmolekyler samlet i en gitterkonstruktion. Hver hexamer (sekskant med seks røde bipyridin'kroge') hægter til en anden hexamer ved et jern-II-atom (blå) for enden af et bipyridin. Figur A viser en 3D-model af det samme, nemlig den nye selvsamlende nano-insulin.

Vi har også fået vores nanoinsulin undersøgt i rotter, hvor der blev målt, hvor meget sukker rotterne havde i blodet før og efter. Og det virkede. Rotternes blodsukkerniveau faldt, når de fik vores nanoinsulin.

Fordi vores metode får insulinen til at samle sig meget ensartet, og fordi den alligevel bliver frigivet til kroppen, er det her en rigtig god metode til at designe medicin, der skal ligge i depot i kroppen. Og metoden kan sikkert også bruges til andre lægemidler. Det er et resultat, vi er meget stolte over.

Det tager mange år at udvikle et nyt lægemiddel, så det, vi har opfundet, kommer ikke på apotekernes hylder de første ti år.  Men når medicinalindustrien en dag begynder at bruge det princip, vi har opfundet, kan den bruge det til at designe lægemidler meget præcist.