Computeralgoritmer kan gøre det lettere at teste ny medicin
Danske forskere viser i et nyt studie, at det er muligt at forudse processer i immunforsvarets reaktion imod et nyt lægemiddel. Det kan have stor betydning for, hvordan vi tester lægemidler i fremtiden, siger forsker på DTU.

Biologiske forsøg vister, at immunforsvaret reagerede mod netop de muterede dele af nye lægemiddel. (Foto: Shutterstock)

Biologiske forsøg vister, at immunforsvaret reagerede mod netop de muterede dele af nye lægemiddel. (Foto: Shutterstock)

Hvis immunforsvaret opfatter et lægemiddel som noget fremmed, vil det bekæmpe lægemidlet, som derfor naturligvis ikke virker.

Derudover kan det i yderste konsekvens være livsfarligt, hvis immunforsvaret pludselig begynder at reagere imod patientens egne molekyler.

Men nu viser et detaljeret studie af immunforsvarets reaktion mod en ny type blødermedicin, at bestemte biologiske forsøg og en avanceret computeralgoritme kan vise risikoen for, om immunforsvaret vil reagere mod en ny type medicin.

Historien kort
  • Danske forskere har testet skrottet blødermedicin i biologiske forsøg.
  • De fandt frem til, at immunforsvarets reaktion mod den nye medicin kunne forudses.
  • Fremover vil man kunne bruge metoden til at undersøge, om medicin vil starte immunreaktion.

»På den måde kan man bedre reducere risikoen for, at patienter udvikler antistoffer mod lægemidlet og dermed både øge patientsikkerheden og forbedre chancen for, at lægemidlet virker,« siger ph.d. fra Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet på Købehavns Universitet og forsker hos Novo Nordisk, Kasper Lamberth.

Opdagelsen i det nye studie vil især have betydning for medicinalvirksomheder, som udvikler proteinbaserede lægemidler, fortæller han. 

»Tidligt i udviklingsprocessen, når du skal lave en ny type medicin, har du typisk flere forskellige molekyler, som du kan arbejde videre med. Med disse metoder vil du tidligt kunne teste, hvilket af molekylerne, der har lavest risiko for at give immunrespons hos patienterne,« siger Kasper Lamberth.

Han har sammen med forskere fra Novo, Københavns Universitet og den amerikanske Food and Drug Administration (FDA) stået bag et nyt studie, som ved at kombinere flere forskellige kortlægningsmetoder har fundet frem til, hvilke dele af en ny type blødermedicin immunforsvaret reagerede på.

Proteinbaserede lægemidler…

… er lægemidler, som svarer til et bestemt protein, der (burde) findes naturligt i kroppen, og som styrer en bestemt proces.

… insulin er et eksempel på et protein, som også er udviklet som et proteinbaseret lægemiddel. Lægemidlet er livsvigtig for mennesker med diabetes, fordi de ikke selv producerer nok insulin til at styre blodsukkerniveauet.

… Faktor 7 er på samme måde et proteinmolekyle, der hjælper blodet med at størkne. Det gives til blødere, som mangler faktor 8 eller faktor 9, men som netop danner antistoffer mod lægemidler baseret på faktor 8 og 9. Får de ekstra meget faktor 7, kan de klare sig uden faktor 8 og 9.

… proteinbaserede lægemidler går altså ind og piller ved naturlige processer i kroppen, som af en eller anden grund er ude af balance – typisk fordi kroppen mangler eller har for lidt af det nødvendige protein.

Kilde: farma.ku.dk

Han er desuden hovedforfatter på en ny artikel i Science Translational Medicine om resultaterne.

Ny blødermedicin skrottet

Den blødermedicin, Kasper Lamberth og hans kollegaer har studeret, trak i efteråret 2012 overskrifter i medicinske tidsskrifter verden over. 

Det nye lægemiddel fra Novo var nået til fase tre forsøg, og medicinalvirksomheden stod på vippen til at indsende ansøgninger om godkendelse af den nye og bedre blødermedicin. Men så opdagede man, at en lille gruppe forsøgspersoner havde dannet antistoffer mod medicinen.

I yderste konsekvens kunne det have været fatalt for patienterne. Så medicinen blev straks skrottet.

Den nye medicin var udviklet på baggrund af et eksisterende lægemiddel, NovoSeven, som er identisk med såkaldte faktor 7-molekyler, som findes i menneskeblod. I den nye medicin var der ændret en lille smule på molekylet, hvilket blandt andet gjorde, at det fik blodet til at størkne hurtigere.

Om cellerne i immunforsvaret

Immunforsvaret består af en række celler, som på kompliceret vis samarbejder og kommunikerer med hinanden.

Det sikrer, at de rette celler i immunforsvaret bliver aktiveret, når en indtrængende fjende skal bekæmpes.

T-celler – aktiverer og styrer immunforsvaret, dræber virus og husker en fjende til en anden gang.

B-celler – danner antistoffer mod fjenderne, første gang de angriber kroppen. Forsøger samme fjende – en virus eller en bakterie – at angribe kroppen senere hen, vil antistofferne hurtigt binde sig til fjenden og uskadeliggøre den.

Dendritceller – bringer information til t-cellerne om for eksempel virus eller bakterier, som skal bekæmpes. Informationen kaldes antigen og er små stykker af protein, som bæres rundt i blodet på dendritcellernes overflade.

Når t-cellerne møder antigenet, aktiveres de. I det nye studie fandt forskerne blandt andet frem til, at det var de muterede dele af proteinmolekylet, der blev båret rundt på dendritcellernes overflade.

Kilde cancer.dk, Kasper Lamberth

»Den oprindelige type faktor 7 har været på markedet i 20 år, men fordi man havde lavet tre små mutationer i molekylet, betød det, at immunforsvaret opdagede medicinen som noget fremmed hos en lille gruppe patienter,« fortæller Kasper Lamberth.

Vævstyper og T-cellereaktioner

Kasper Lamberth og hans kollegaer har kombineret flere forskellige eksisterende metoder for at finde ud af, hvad det var i lægemidlet, som fik immunforsvaret til at reagere.

På trods af at den nye medicin var 99 procent identisk med den gamle medicin, som aldrig har givet problemer, aktiverede den en gruppe celler, kaldet T-celler, fra immunforsvaret. Det viste biologiske reagensglasforsøg, som forskerne lavede.

T-cellerne begyndte pludselig at opfatte medicinen, som noget fremmed og satte derfor resten af immunforsvaret i gang. 

Via samme biologiske forsøg kunne forskerne desuden se, hvilke dele af lægemidlet immunforsvaret reagerede imod, og det var netop nogle af de tre mutationer, som indgik i det nye lægemiddel.

Det var dog kun 11,5 procent af forsøgspersonerne, som dannede antistoffer mod medicinen.

Derfor har forskerne ved hjælp af en spytprøver fra forsøgspersonerne kortlagt, hvilke vævstyper der gav en reaktion hos immunforsvaret.

»Vi har været inde og vævstypebestemme de patienter, som dannede antistoffer, og på den måde fundet frem til særlige højrisikovævstyper,« siger Kasper Lamberth.

Blødersygdom og blodfaktorer

I blodet findes, udover røde og hvide blodlegemer, en række proteinmolekyler, kaldet blodfaktorer, som strømmer til og klumper sammen, hvis der går hul på væv eller hud. 

Mennesker med blødersygdom, hæmofili, mangler en eller flere af disse blodfaktorer, som hjælper blodet med at størkne.

Ved svære former for hæmofili opstår blødninger spontant i led og muskler, og blødningerne stopper ikke af sig selv igen. Sygdommen behandles med medicin bestående af det manglende molekyle, som sprøjtes direkte ind i blodet.

Kilder: netdoktor.dk, sundhed.dk, Biokemisk forening

Stor betydning for medicinudvikling

Adjunkt og ph.d. på Institut for Bioinformatik på DTU, Lars Rønn Olsen, har kigget på det nye studie. Han forklarer, at vi alle har en specifik immunprofil (vævstype), som afgør, hvad vores immunforsvar reagerer på.

»Det betyder, at hvis en medicinalvirksomhed for eksempel tester deres medicin på 10 individer og observerer, at det virker perfekt, er det ikke usandsynligt, at det vil fejle i en andel af forsøgspersonerne, hvis man afprøver det på 100 eller 1.000 individer,« siger han. 

Ved hjælp af en computeralgoritme og de biologiske forsøg, forskerne har brugt, vil man i fremtiden kunne vurdere risikoen for, at immunforsvaret reagerer mod et lægemiddel meget tidligere i udviklingsfasen.

»Inden man bestemmer sig for, hvilket lægemiddel man vil udvikle og teste i kliniske forsøg, kan man teste risikoen for, om det vil kunne binde til bestemte vævstyper og aktivere immunsystemet,« siger Kasper Lamberth.

Lars Rønn Olsen fra DTU vurderer, at resultaterne kan have store perspektiver i forhold til fremtidens udvikling af proteinbaserede lægemidler.

»Med denne metode kan man på en tilstrækkelig kraftfuld computer simulere effekten i en gruppe forsøgspersoner på ubegrænset størrelse for at få fornemmelse af bivirkninger i den bredere befolkning, inden man fysisk tester det,« siger han.

 

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.

Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs om de utrolige billeder af Jupiter her.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med over en halv million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk