Kjemikamp mot tuberkulose

Årlig tar motstandsdyktige tuberkulosebakterier knekken på tre millioner mennesker. Nå tar kjemikere ved Universitetet i Oslo opp kampen mot den dødelige sykdommen.

LANGE PERSPEKTIVER: - Om ti år kan tuberkulosemedisinen være klar, forteller professor Lise-Lotte Gundersen på Kjemisk institutt. Hun er spesialist i syntetisk organisk kjemi og utvikler metoder for å bytte ut atomer og endre strukturer i molekyler. Foto: Ola Sæther

På førti år er det ikke utviklet nye medisiner spesielt rettet mot tuberkulose. Bruken av disse legemidlene fører til økt motstandskraft i tuberkulosebakteriene.

– Utvikling av multiresistente bakterier er farlig. Man må ha mange innfallsvinkler for å holde disse bakteriene i sjakk. Problemet er at det ikke er business i tuberkulose. Legemiddelindustrien er ikke spesielt interessert i kunder med dårlig betalingsevne, påpeker professor Lise-Lotte Gundersen på Kjemisk institutt ved Universitetet i Oslo.

En tredel av verdens befolkning bærer på tuberkulosebakterien og er potensielle smittebærere. Årlig blir åtte millioner infisert. Tre millioner dør av sykdommen. De fleste er fattige mennesker i u-land. Mange av dem var hiv-smittet. I Norge meldes det om 200 til 300 nye tuberkulosetilfeller hvert år.

For noen år siden var det et stort tuberkuloseutbrudd med svært motstandsdyktige bakterier i New York. Sykdommen var vanskelig og dyr å behandle.

Atom-manipulering

Lise-Lotte Gundersen, som er utdannet farmasøyt, har derfor tatt opp kampen mot tuberkulosen. Hun er spesialist i syntetisk organisk kjemi og utvikler metoder for å bytte ut atomer og endre strukturer i molekyler.

Noen av strukturene hun arbeider med, er såkalte puriner som likner på noen av byggeklossene til arvematerialet DNA.

Biokjemiske tester, utført ved den amerikanske forskningsinstitusjonen TAACF, viser at disse purinene har god effekt på resistente stammer av tuberkulosebakterier.

Teamet på Kjemisk institutt endrer nå på strukturene og atomsammensetningen for å forbedre stoffet.

– Vi vet at stoffet virker, men problemet er at vi ikke vet hvorfor. Visste man dette, ville det vært lettere å designe og optimalisere idealstrukturer. Nå må vi lete etter nålen i høystakken.

Forsøk med pattedyrceller og på rotter viser at stoffene bare i liten grad er giftige. Men forskerne vet ikke hvordan stoffene fungerer i levende organismer smittet med turberkulose.

Naturstoff

Det er kjent at noen spesielle typer svampdyr i havet produserer en spesiell type puriner som har dempende effekt på bakteriekulturer.

Med naturen som inspirasjon kan forskerne i laboratoriet lage liknende strukturer med forbedret aktivitet. Noen av naturstoffene er laget syntetisk. De har også laget forbindelser som likner mye på naturstoffene. Men forskerne vet verken om disse stoffene er giftige eller fungerer mot resistente bakteriestammer.

– Vi vet nå at vi kan lage ting som ikke er funnet i naturen, selv om naturen gir gode ledetråder. Vi setter sammen atomer og bygger stoffer. Men det er ikke trivielt å sette sammen alle bitene. Vi har gått en lang vei før vi har fått de bitene vi ville. Men nå har vi bevist at modifiserte strukturer av naturstoffet har stor effekt mot tuberkulosebakterier. Lenger har vi ikke kommet, men dette er et meget spennende forskningsfelt, sier Gundersen.

Møysommelig arbeid

En av doktorgradsstudentene til Gundersen har utviklet metoden som må til for å konstruere disse stoffene. Det ble mye prøving og feiling. Nå er den møysommelig konstruerte oppskriften klar.

– Vi bygger opp disse naturstoffene fra enkle og relativt billige kjemikalier.

Arbeidet for å gjenskape noen milligram av stoffet kan ta flere måneder.

For fremstilling av et av naturstoffene må det utføres tjue manipuleringer i laboratoriet. Det gjøres ved hjelp av kjemiske reaksjoner. Bare ni av manipuleringene var kjent kunnskap. Resten av metoden er oppfunnet av doktoranden.

For hver runde må kjemikerne isolere stoffet og bryte og danne spesielle bindinger i molekylet. For å sjekke at molekylet ser ut som det skal, må kjemikerne analysere strukturen i et NMR-spektrometer. Dette er et instrument som måler elektromagnetisk energi på atomnivå, slik at man kan studere omgivelsene til atomkjerner i enkelte grunnstoffer.

– Vi må bevise hvor vi er. Ellers lurer vi oss selv. For i komplekse strukturer kan det skje helt andre reaksjoner enn vi ønsker oss.

Så langt har det vist seg at forbindelsene som dannes i nest siste manipulering i syntesesekvensen, er langt mer aktive enn naturproduktene selv.

Medisin om ti år?

Veien fra grunnforskningen til et ferdig legemiddel er lang. Det er ennå ikke forsket på bivirkningene. Man kjenner heller ikke til om stoffene i det hele tatt finner frem til tuberkulosebakteriene i kroppen.

– Det kan fort ta ti år før medisinen er klar. Men sannsynligheten er stor for at dette ikke blir noe av, for man trenger både penger, sponsorer og samarbeidspartnere. Dessverre er det vanskelig å få legemiddelindustrien til å sponse tuberkuloseprosjekter. Så hvis man vil ha et slikt legemiddel, må en ideell organisasjon, som Verdens helseorganisasjon, gi sin støtte.

Men selv om legemiddelindustrien ikke tenner på tuberkulosebekjempelsen, er grunnforskning om syntetiske stoffer grunnleggende for at legemiddelindustrien skal komme videre.

– Når man jobber med design av aktive strukturer og vet hvordan disse virker inn på bakterier, kan andre hente kunnskapen og se etter nye angrepsvinkler. Vi vil nå ha en stor kunnskapsdatabase om hvilke strukturer som virker og ikke virker, sier Gundersen.

Emneord: Matematikk og naturvitenskap, Fysikk, Teoretisk kjemi, kvantekjemi, Organisk kjemi Av Yngve Vogt
Publisert 1. feb. 2012 12:01
Legg til kommentar

Logg inn for å kommentere

Ikke UiO- eller Feide-bruker?
Opprett en WebID-bruker for å kommentere