Hvorfor har vi ikke lægemidler til behandlingen af COVID-19? Og hvor længe vil det tage at udvikle dem?
SARS-CoV-2 - den coronavirus, som er skyld i sygdommen COVID-19 - er helt ny og angriber cellerne på en helt særlig måde.
Alle virusser er forskellige, og det er lægemidlerne brugt til behandlingen af dem også.
Derfor fandtes der ikke et lægemiddel, som kunne tackle den nye coronavirus, da den dukkede op for et par måneder siden.
Vi har ikke tid til at vente
Jeg er systembiolog, og jeg studerer, hvilken effekt en virus har på cellerne i løbet af smitteoverføringen.
Jeg er især interesseret i at finde svaret på det sidste spørgsmål.
Det tager almindeligvis flere år at udvikle et lægemiddel til behandlingen af en sygdom, men det har vi jo ikke tid til at vente på.
Størstedelen af verden er lukket ned, og med udsigten til tab af millionvis af dødsfald er forskerne tvungne til at udvikle en behandling langt hurtigere.
Mine kolleger og jeg står overfor vores livs udfordring: Vi skal hjælpe med at finde løsningen på denne folkesundhedsmæssige nødsituation og økonomiske krise, som globale SARS-CoV-2- pandemien har sat os i.
\ Forskerzonen
Denne artikel er en del af Forskerzonen, som er stedet, hvor forskerne selv kommer direkte til orde.
Her skriver de om deres forskning og forskningsfelt, bringer relevant viden ind i den offentlige debat og formidler til et bredt publikum.
Forskerzonen er støttet af Lundbeckfonden.
Har identificeret 27 lægemidler
Vi har sammensat et team på Quantitative Biosciences Institute (QBI) ved University of California, San Francisco, der skal afdække, hvordan virussen angriber cellerne.
Men i stedet for at forsøge at skabe et helt nyt lægemiddel, ser vi i første omgang på, om der allerede eksisterer lægemidler, der kan forstyrre og bekæmpe coronavirussen.
Indtil videre har vi identificeret 27 lægemidler, som er godkendt af USA's Food and Drug Administration (FDA) (der har ansvaret for godkendelse af fødevare- og medicokontaktmaterialer), og som, vi håber, vil indsnævre og fremskynde afsøgningen.
Teamet, som arbejder i 22 laboratorier, bliver kaldt QCRG. Vi arbejder i bogstaveligste forstand i døgndrift - og 7 dage om ugen.
I dag kan jeg derfor godt forestille mig, hvordan det var at knække nazisternes militære Enigmakode under 2. verdenskrig.
Vores team håber også, at de kan afvæbne fjenden gennem forståelsen af dens indre virkemåde.
Coronavirus er en snedig modstander
Sammenlignet med menneskeceller er virusser små. De kan heller ikke replikere sig. Coronavirus har omkring 30 proteiner, mens en human celle har mere end 20.000.
For at omgå denne meget begrænsede mængde redskaber tvinger virussen menneskekroppen til at modarbejde sig selv.
Menneskeceller er almindeligvis lukkede for indtrængende, men coronavirussen bruger sine egne proteiner som nøgler til at åbne 'låsen' og trænge ind i et menneskes celler.
Når først den er indenfor, binder virussen sig til proteiner, som cellen normalt bruger til sine egne funktioner. Virussen kaprer nærmest cellen og omdanner den til en coronavirusfabrik.
I takt med, at den smittede celles ressourcer og mekanik bliver omdannet, så de producerer tusindvis af virusser, dør cellerne. Især lungeceller er udsatte, fordi de udtrykker store mængder af det protein, som SARS-CoV-2 bruger til at trænge ind i cellen.
Når et stort antal lungeceller dør, ser vi de respiratoriske symptomer (i lungerne) associeret med COVID-19.
\ Læs mere
2 måder at bekæmpe virussen
Vi kan bekæmpe virussen på to måder:
1) Medicin kan angribe virussens egne proteiner og forhindre dem i at trænge ind i cellerne eller kopiere deres genetiske materiale, når de først er inde.
Det er sådan lægemidlet remdesivir - der i øjeblikket bliver brugt i forbindelse med i kliniske COVID-19-forsøg - fungerer.
Et problem med denne tilgang er, at virusserne muterer og ændrer sig over tid. I fremtiden kunne coronavirussen udvikle sig på måder, der gør et lægemiddel som remdesivir ubrugeligt. Dette våbenkapløb mellem medicin og virus er årsag til, at vi har brug for en ny influenzavaccine hvert år.
2) Et lægemiddel kan også blokere, at et viralt protein interagerer med det humane protein, som det har brug for.
Denne tilgang - som i bund og grund beskytter værten, og som er meget fordelagtig - deaktiverer selve virussen, fordi menneskecellerne ikke ændrer sig så hurtigt.
Når vi først har fundet et godt lægemiddel, skal det også fortsætte med at virke.
Det er denne tilgang, vores team har valgt. Og den fungerer muligvis også mod andre nye virusser.
Afdæk fjendens planer
Det første, gruppen skulle identificere, var hver eneste del af cellefabrikken, som coronavirussen har brug for for at kunne replikere sig.
Vi var nødt til at finde ud af, hvilke proteiner virussen kaprede. Derfor tog vi på en 'molekylær fisketur' i menneskecellerne.
I stedet for en orm på en krog brugte vi virale proteiner med bittesmå kemiske mærkater, som vi kaldte 'lokkemad'.
Vi puttede 'lokkemaden' ind i laboratoriedyrkede humane celler, og så trak vi dem ud igen, for at se hvad vi havde fanget.
Det eneste, vi fangede, var et humant protein, som virussen kaprer i løbet af smitteoverføringen.
2. marts havde vi en delvis liste over de humane proteiner, som coronavirussen har brug for at kunne trives. Det var de første ledetråde.
Et medlem af vores team sendte en besked til gruppen:
»Første iteration (gentagelse, red.), kun 3 stykker lokkemad… De næste 5 stykker lokkemad er på vej.«
Nu var vi i gang.
Modangreb
Nu da vi havde listen over alle de molekylære byggesten, som virussen har brug for at overleve, var hele teamet opsat på at identificere kendte forbindelser, der muligvis er forbundet med byggestene, for at forhindre at virussen kan replikere sig.
Hvis en forbindelse kan forhindre virussen i at kopiere sig selv i menneskekroppen, bliver der sat en stopper for smitten.
Det er dog ikke helt uden risiko at sætte en stopper for de cellulære processer.
Vores team var nødt til at sikre, at de forbindelser, vi identificerede, var sikre og ikke giftige for mennesker. Det bruger forskerne almindeligvis flere år og mange præ-kliniske forsøg, der koster mange millioner dollar, på at sikre.
Men vi kunne gøre det langt hurtigere og næsten gratis: Vi så nemlig på de 20.000 FDA-godkendte lægemidler, som allerede er blevet testet.
Måske kunne vi deriblandt finde et lægemiddel, som kan bruges i kampen mod coronavirus.
10 kandidater
Vi benyttede en kæmpe database, som matchede de godkendte lægemidler og proteinerne, som de interagerer med, med proteinerne på vores liste.
I sidste uge fandt vi 10 kandidater. En af de mulige kandidater er en kræftmedicin kaldet JQ1.
Selvom vi ikke kan forudsige lægemidlets effekt på virussen, er der en god chance for, at det vil virke på en eller anden måde.
Gennem testning kan vi afdække, om det vil hjælpe patienterne.
Da vi stod overfor en global nedlukning af grænserne, fik vi omgående fat i kasser med de 10 lægemidler og sendte dem til de 3 af de laboratorier, som arbejder med levende coronavirus-prøver: 2 ved Pasteur Instituttet i Paris and Mount Sinai i New York.
13 marts blev lægemidlerne testede, for at se om de kan forhindre virussen i at replikere sig.
Nyt fra fronten
Vi får snart besked fra vores samarbejdspartnere ved Mount Sinai og Pasteur Instituttet, om nogen af de 10 stoffer virker mod SARS-CoV-2.
I mellemtiden fortsætter vi med at fiske med viral lokkemad.
Indtil videre har vi fundet 332 humane proteiner, som coronavirussen overtager. Lægemidler interagerer med 66 af disse proteiner.
Vi publicerede resultaterne af vores forskning, som ikke er blevet fagfællebedømt (peer reviewed), den 22. marts, i håb om at laboratorier rundt om i verden vil teste lægemidlerne og finde en behandling så hurtigt som muligt.
De gode nyheder er, at vi har fundet 69 eksisterende lægemidler, der binder de humane proteiner, vi har identificeret.
27 af lægemidlerne er FDA-godkendt, og 42 er i kliniske eller præ-kliniske forsøg.
Det store antal giver mig håb om, at vi kan finde et lægemiddel til behandling af COVID-19.
Hvis vi finder et godkendt lægemiddel, der kan bremse virussens fremadskriden, vil lægerne hurtigt være i stand til at få patienterne i behandling og redde mange liv.
Nevan Krogan modtager støtte fra NIH, DARPA, Roche Pharmaceuticals. Denne artikel er oprindeligt publiceret hos The Conversation og er oversat af Stephanie Lammers-Clark.
