KI satsar på Anna Rising och forskning om spindeltråd i medicinska syften

Anna Rising, forskare vid NVS:s sektionen för neurogeriatrik, får en miljon kronor om året under två år från Karolinska Institutets (KI) styrelse för forskning (FS). Detta inom ramen för satsningen på att rekrytera juniora forskare som har utmärkta vetenskapliga meriter och framtida potential.

– Det känns jättekul och mycket hedrande att bli beviljad denna finansiering. Det är hård konkurrens om medlen och jag är så klart glad över att vara en av dem som har valts ut bland de sökande, säger Anna Rising.

Den gemensamma nämnaren i hennes forskning är spindeltråd. I pågående projekt fokuserar hon dels på hur en syntetisk variant av tråden kan användas i regenerativ (återbildande) medicin och dels hur förståelsen för hur spindeln producerar tråden kan användas för läkemedelsframställning. Det är avancerad ingenjörskonst på molekyl- och cellnivå som bland annat kan leda till nya metoder att skapa levande vävnad på, i människokroppen eller i labbet. Forskningen sker i samarbete Jan Johansson och med flera framstående forskargrupper vid KI.

I Anna Risings aktuella forskning på djurmodeller innebär det till exempel att undersöka om vi kan underlätta läkning ryggmärgsskador, eller hjärtmuskelskador efter en infarkt, med hjälp av spindeltrådsfiber.

– I exemplet med hjärtinfarkt så placerar vi hjärtstamceller på en mall (matris), konstruerad av fiber från syntetisk spindeltråd. Det hjälper stamcellerna att överleva och bilda ny vävnad och ”fylla i det som saknas” i cellmallen. På så sätt skulle hjärtat kunna återuppbyggas i det skadade området. Vid ryggmärgsskador hoppas vi att spindeltrådsfibrerna ska hjälpa nervceller att koppla ihop sig med varandra igen, säger Anna Rising.

Forskningen har hon arbetat med sedan sina doktoranddagar vid Sveriges lantbruksuniversitet (SLU) med start 2003. Redan då hade hon och hennes kollegor en dröm om att kunna använda spindeltråd i medicinska syften, eftersom dessa fibrer är de starkaste naturligt förekommande och tolereras väl av kroppen som implantat.

För att producera spindeltråden på syntetisk väg använder forskarna bakterier. En del av spindelns DNA placeras i bakterien som då tillverkar de proteiner som spindeltrådens fiber består av. För att kunna spinna tråden har forskarna utvecklat en spinningsapparat som efterliknar spindeltrådskörteln.

Utöver att bistå i att läka skador verkar det som att en del av spindeltrådsproteinet också kan användas i produktionen av proteinläkemedel. Även här används bakterier för att producera de proteiner som läkemedlen består av, men ett vanligt problem är att proteinerna aggregerar vilket i princip betyder att de kladdar ihop och blir oanvändbara.

För att hålla proteinerna separerade hänger forskarna på en slags boj som de har skapat från delar av spindeltrådsproteinet.

– Vi kallar bojen för NT. Det står för N-terminala domänen och är ena änden på spindeltrådsproteinerna. Domänen har en viktig funktion i att hålla proteinerna i lösning i spindelns spinnkörtel. Det är först när lösningen är på vägen ut från körteln som spindeln blixtsnabbt omvandlar den till tråd. På liknande sätt håller vår NT-boj proteinerna som ska bli läkemedel i lösning, berättar Anna.

Metoden öppnar dörrar för snabb och effektiv produktion av läkemedel. Ett exempel som forskarna jobbar med är lungsurfaktant som hos friska personer finns naturligt på insidan av lungorna och förhindrar att lungblåsorna kollapsar vid utandning. Surfaktant som man har extraherat från djurlungor används idag framgångsrikt för att behandla för tidigt födda barn med andningssvårigheter, så kallade ”respiratory distress syndrome” (RDS).

– Barnen går från döende till friska på några minuter. Men surfaktant är i dagsläget dyrt att producera och tillgången är begränsad. Med hjälp av vår NT-boj hoppas vi kunna producera proteinerna som ingår i surfaktant. Vi testar också om ämnet effektivt kan bära med sig andra läkemedel ut i lungan. Då skulle vi kunna behandla vissa lungsjukdomar lokalt och på ett mer effektivt sätt, i stället för att medicinera hela kroppen, säger Anna Rising.