print logo

Målstyrt DNA-vaksine med elektrisk puls

Fremtidens vaksiner mot infeksjoner, influensa og kreft kan gis med en elektrisk puls og en spesiallaget DNAkode fra UiO. DNA-koden programmerer kroppens egne celler til å produsere et superraskt rakettforsvar mot sykdommen.

INFLUENSA: Den nye oppfinnelsen Vaccibody kan også brukes til å lage vaksiner mot influensa, forteller stipendiat Gunnveig Grødeland og professor Bjarne Bogen. Foto: Yngve Vogt

Forskere ved Universitetet i Oslo har utviklet en ny type DNA vaksine som kan brukes effektivt mot virus og kreft. Eksperimenter viser at den nye vaksinen setter i gang en kraftig immunrespons. Vaksinen er testet ut på mus. Nå håper forskerne at vaksinen kan testes ut klinisk.

Vaksinen har også en annen fordel. I dagens vaksiner er det nødvendig å tilsette immunaktiverende stoffer. Disse stoffene kalles adjuvans, og består gjerne av oljepregete blandinger eller aluminiumssalter. Adjuvans sørger for en lokal og ofte ubehagelig betennelse på stikkstedet. Betennelsen lurer immunsystemet til å reagere på vaksinen.

Uten tilsetningsstoff.

I den nye vaksinen fra Universitetet i Oslo er det ikke nødvendig å tilsette adjuvans. I stedet brukes en helt ny teknologi, der man umiddelbart etter vaksineringen tilfører stikkstedet en elektrisk puls. Den elektriske pulsen fører til en molekylær reaksjon.

– Fordelen med denne type vaksinering er dobbel. Én injisering er nok. Immunsystemet reagerer svært raskt og effektivt, påpeker professor Bjarne Bogen ved Senter for immunregulering på Universitetet i Oslo. Sammen med professor Inger Sandlie , postdoktor Agnete B. Fredriksen og en rekke andre medarbeidere har Bogen utviklet den nye vaksineteknologien.

Mulighetene med den nye vaksinen fra UiO er mange.

– Med den nye vaksineteknologien vil det blant annet være mulig å produsere vaksiner raskt nok til å beskytte seg mot nye pandemiske influensaepidemier eller fiendtlige, biologiske trusler.

Slipper å dyrke virus i egg.

Det er tidkrevende å lage tradisjonelle vaksiner. For å lage dagens influensavaksiner må viruset dyrkes i egg. Det kan ta nesten ett år før vaksinen er klar til bruk.

– Det ene problemet: Verden har ikke nok egg til å produsere influensavaksinen raskt nok til alle. Det andre problemet: Visse former av den livsfarlige fugleinfluensaen dreper egg. Dødeligheten er opp imot 50 prosent. Hvis det nye influensaviruset dreper egg, er det ikke mulig å lage vaksinen, forteller Bjarne Bogen.

Forskergruppen hans forsker nå på om det er mulig å bruke den nye vaksineteknologien deres til å utvikle en rask og effektiv vaksine mot influensa.

DNA er løsningen.

Den nye vaksinen består av DNA-strenger. For på lage en ny vaksine holder det å konstruere ett stykk DNA. Bakterier er gode DNA-fabrikker. Ved å tilsette et spesielt stoff, dobler bakteriene antall DNA-strenger hvert tjuende minutt. Det betyr en åttedobling i timen. I løpet av ett døgn har bakteriene produsert store mengder DNA-strenger. Så må man rense DNA strengene for bakteriene. Denne kopieringsmetoden er vanlig for alle som jobber med DNA.

Programmerer cellene i kroppen.

Forskerne har kalt virkestoffet i den nye vaksineteknologien
for Vaccibody .

Når DNA injiseres sammen med en elektrisk puls, vil DNA-et bli tatt opp i hudceller. Cellene vil da avspille DNA-et og produsere noen helt spesielle proteiner. Det er nettopp disse proteinene som kalles for Vaccibody-molekyler og som immunsystemet reagerer så kraftig på.

Det betyr: Forskerne har funnet DNA-koden som programmerer hudcellene i kroppen til å lage Vaccibody-molekyler.

Satt sammen av tre deler.

Vaccibody-molekylene er satt sammen av tre deler. Hver av dem har en viktig funksjon i immunsystemet. Den ene delen
er målstyrende og binder seg, som en gripetang, til dendrittiske celler, en type immunceller som ble oppdaget av fjorårets nobelprisvinner i medisin, Ralph Steinman .

Den andre delen av Vaccibody-molekylet sørger for at to like kjeder holdes sammen. Forsøk viser at denne spesielle arkitekturen betyr mye for at vaksinen skal fungere.

Den tredje delen av Vaccibody-molekylet er en liten del av et virus, en bakterie eller en kreftcelle. Denne lille delen kalles for et antigen.

– Vaccibody-molekylene er laget slik at vi kan sette inn alle typer antigener. Den eneste betingelsen er at antigenet har en proteinstruktur. Vi har satt inn mange forskjellige biter av virus og bakterier. Alt har fungert. Vi har også, med hell, lagt inn et antigen bestående av hele 523 aminosyrer. Det er et enormt molekyl.

Vaccibody-molekylene hekter seg fast i de dendrittiske cellene og blir tatt med til lymfeknutene, som er immunsystemets hovedsentral. Der vil de dendrittiske cellene “vise frem” antigenet til de cellene som er helt sentrale i immunsystemet, det vil si både B-celler og T-celler.

Foruten en storstilt B-celleproduksjon av antistoffer, stimuleres også immunsystemet til å produsere angrepslystne T-celler.

– Begge disse delene av immunforsvaret er som regel viktige for å beskytte seg mot virus og bakterier eller for å eliminere kreftceller. Det betyr altså at Vaccibody kjører dobbel sikring.

Målstyrende gripetang.

I noen typer Vaccibodymolekyler er den gripetangen som festes til den dendrittiske cellen, et kjemokin . Kjemokiner er små hormonlignende stoffer som styrer cellenes vandring i kroppen.

– Vi har meget gode resultater i forsøkene våre med Vaccibody som målstyres med kjemokiner. Kjemokinene kan sees på som fyrsignaler langs kysten. Den får immuncellene til å navigere riktig og har en spesiell effekt på produksjonen av T-celler, noe som betyr spesielt mye for bekjempelsen av virus og kreft, poengterer Bogen.

Vellykket test.

Vaccibody-vaksinen er så langt testet ut på mus med kreft og influensa. Åtti prosent av de vaksinerte musene ble motstandsdyktige mot kreft. Hundre prosent av de vaksinerte ble beskyttet mot influensa. Beskyttelsen kom meget raskt.

Bjarne Bogen håper nå at noen større aktører kan teste vaksinen klinisk på mennesker.

Stor forskningsinnsats.

Postdoktor Ranveig Braathen utvikler nå andre generasjons Vaccibody, der hun ved hjelp av molekykær kloning tester ut nye varianter av gripetangen for at den skal bli så effektiv som mulig.

Postdoktor Even Fossum forsker på hvordan Vaccibody kan brukes til å en bedre vaksine mot tuberkulose. Tross dagens vaksine mot turbekulose, dør halvannen million mennesker hvert år av sykdommen. Den nye vaksinen skal sørge for en mye bedre immunrespons mot den fryktede sykdommen.

Postdoktor Inger Øynebråten prøver å bruke Vaccibody teknologien til å lage en vaksine mot hiv. Stipendiatene Gunnveig Grødeland , Marta Baranowska og Ane Marie Andersson bruker nå Vaccibody til å utvikle nye vaksiner mot influensa.

Postdok. Agnete Brunsvik og stipendiat Heidi Spång bruker teknologien til å utvikle en kreftvaksine for pasienter med beinmargskreft og føflekkreft.

Av Yngve Vogt
Publisert 24. jan. 2012 00:00