Forskere vil bekæmpe kræft med lys

»Tre, to, en, nul!«

Pål Selbo tæller ned og Monica Bostad trykker på en kontakt. Laboratoriet på Radiumhospitalet i Oslo er badet i blåt lys.

Lys frigiver gift i kræftstamceller

Strålerne skærer gennem petriskåle med kræftceller på glasbordet. Cellerne får deres dosis i tildelte sekunder.

Men strålerne er ikke af den slags, som normalt bruges i strålebehandling her på Radiumhospitalet.

Radium og lignende stoffer udsender radioaktive stråler, som dræber kræftsvulster. Monica Bostad og Pål Selbo bruger hellere almindelige lysstråler.

Det blå lys er ikke farligt i sig selv. Men metoden, de har udviklet, lader lyset frigøre stærke giftstoffer.

Giftstofferne kan dræbe en bestemt type modstandsdygtige kræftceller kaldet kræftstamceller.

Den specielle lysterapi kaldes fotokemisk internalisering, på engelsk photochemical internalization, PCI.

Den blev udviklet i 1995 af professor Kristian Berg. Han leder i dag forskergruppen, hvor Pål Selbo og Monica Bostad arbejder.

Historien om PCI er en historie om samarbejde mellem forskere og industri. Pål Selbo er cellebiolog og seniorforsker, tilknyttet Radiumhospitalet og firmaet PCI Biotech. Monica Bostad er farmaceut og ph.d.-studerende.

Giftstoffer stammer fra sæbeurt

Men historien om lysterapien kan lige så godt begynde meget tidligere, i norsk middelalder, med en traditionsrig nytteurt: Sæbeurt.

Sæbeurt kom sandsynligvis til Norge med munke sydfra, og blev dyrket i klosterhaver. Navnet sæbeurt afslører, hvad planten blev brugt til: Blade og rødder blev kogt til et mildt sæbevand.

Afkoget blev også brugt som medicin, mod alt fra bronkitis og forstoppelse til syfilis.

Men Monica Bostad og Pål Selbo er ikke interesseret i de mildt irriterende egenskaber fra stoffer, som findes i rødder og blade. Stoffet, de bruger, findes i sæbeurtens frø.

Det hedder saporin og er ikke til at spøge med. Det er et af de stærkeste giftstoffer, vi kender.

Gift i familie med attentat-stof

Saporin er i slægt med ricin, giftstoffet som har spillet sin uhyggelige rolle i storpolitikken mere end én gang.

KGB-agenter brugte det til at dræbe afhoppere. Præsident Obama har fået det i konvolutter med anonym afsender.

Ricin gør sit dødelige job inde i cellerne. Giftstoffet angriber ribosomerne, cellernes proteinfabrikker. Dermed stopper stofskiftet i cellen og den dør.

Saporin virker på samme måde. Men saporin har brug for hjælp til at kunne komme ind i kræftstamcellen. Det er her Monica Bostad og Pål Selbo træder til med deres metode.

Ind bag fjendens linjer

De blev nødt til at finde en vej ind forbi cellemembranen, som omgiver cellen. Den fungerer som en slags portvagt, som slipper udvalgte stoffer ud og ind. Ellers kunne cellen jo ikke optage næring og udskille affaldsstoffer.

Hvordan kan portvagten snydes til at slippe giftstoffet saporin ind? Ved at koble saporin til et antistof.

Antistoffet med saporin binder sig til en modtager på membranen, et protein som kaldes CD133.

Dette protein findes der specielt meget af på den type farlige kræftstamceller, som de vil bekæmpe.

CD133 fungerer som en luge ind forbi portvagten, gennem membranen. Dermed slipper saporin ind i cellen, som en hemmelig agent bag fjendens linjer.

Giften bliver kørt væk af cellens skraldemand

Men den hemmelige agent bliver straks opdaget. Den bliver indkapslet i et endosom. Endosomet fragter fremmedlegemer fra cellemembranen til lysosomerne. De er cellens anlæg til affaldsdestruktion.

Med andre ord: Agenten saporin er i alvorlige problemer. Han skal frigøre sig fra endosomet.

Heldigvis har Monica Bostad og Pål Selbo kontakter i den akademiske og industrielle verden, som ikke står tilbage for gode gamle Q fra James Bond-filmene når det kommer til højteknologisk opfindsomhed.

Sammen med forskerne har firmaet PCI Biotech udviklet et våben til agenten saporin og andre lægemidler, som opfanges i endosomerne.

Lysterapi slipper giften løs

Det hedder Amphinex. Våbnet kaldes et fotosensibiliserende stof. Det reagerer på lys.

Det fotosensibiliserende stof Amphinex bliver med saporinen inde i cellen. Det fæster sig til endosomets og lysosomets vægge, omtrent som sprængladninger på fjendens ubåde i cellevæsken.

Nu gælder det om at udløse sprængladningerne. Det gøres ikke af agenten selv. Det fotosensibiliserende stof Amphinex går af, når det rammes Monica Bostad og Pål Selbos lysstråler.

Kræftstamcellen dødsdømmes af oxygen

Sprængstoffet er oxygen. Når lysstrålerne rammer, omdannes det af Amphinex til reaktive oxygenforbindelser.

Til dagligt tænker vi på oxygen som et livgivende stof. Men oxygen er et tveægget kemisk sværd. Reaktive oxygenforbindelser reagerer let med andre stoffer og kan nogle gange ødelægge dem.

Sådan virker de også inde i cellerne. De river endosomets og lysosomets vægge i stykker.

Agent saporin er fri, og kan gå i aktion mod ribosomerne. Proteinsyntesen stopper. Kræftstamcellen er dødsdømt.

Fra glas til levende live

Pål Selbo sidder foran et kraftigt mikroskop. På objektglasset ligger levende kræftceller. De er tilsat et stof, som gløder grønt under det blå lys.

Nogle steder lyser det op i rødt. Det er steder, hvor det fotosensibiliserende stof er aktiveret. Pål Selbo har tilbragt utallige timer her foran mikroskopet.

Metoden, som han og hans kolleger har udviklet til målrettet drab af kræftstamceller, er foreløbigt kun demonstreret i cellekulturer i glasskåle – det forskerne kalder in vitro, i glas.

Næste skridt er at vise, at denne metode kan bruges på laboratoriemus – in vivo, i live.

Flere kan overleve - Når lysbehandlingen bliver klar til mennesker

Vejen er stadig lang hen mod behandling af mennesker. Kræftstamceller med CD133 findes blandt i kræft i tyktarmen, leveren, æggestokkene, bugspytkirtlen og hjernen.

Kræftstamceller er meget modstandsdygtige. Akkurat som normale stamceller har de mange forsvarsværker mod ydre angreb.

Kræftstamcellerne kan overleve strålebehandling eller cellegift. Nogle få kræftstamceller er nok til at give mange kræftceller, så kræften spredes. Derfor er det så vigtigt at bekæmpe dem.

Siden PCI-metoden virker mod kræftstamceller, er den så rig på løfter. Hvis Monica Bostad, Pål Selbo og deres kolleger lykkes, vil overlevelsesprocenten for flere kræftformer kunne blive en del højere.

© forskning.no Oversættelse: Julie M. Ingemansson