Tillverkar biologiska läkemedel med spindeltrådsprotein

Forskare vid Karolinska Institutet har på syntetisk väg lyckats producera lungsurfaktant, ett läkemedel för vård av för tidigt födda barn, genom att härma tillverkningen av spindeltråd. I djurstudier visar sig denna surfaktant vara lika effektiv som de biologiska läkemedel som används kliniskt i dag. Studien publiceras i den vetenskapliga tidskriften Nature Communications.

Surfaktant revolutionerade vården av för tidigt födda barn genom att minska ytspänningen i lungblåsorna och möjliggöra att de kunde fyllas med luft vid födseln. Det globalt mest använda preparatet Curosurf utvecklades av forskare vid Karolinska Institutet på 1970- och 1980-talet. Medicinen är framtagen genom rening av proteiner från grislungor – en process som både är dyr, komplicerad och medför potentiella risker. Nu har forskare vid Karolinska Institutet, i samarbete med andra forskare, bland annat från Universitetet i Riga, utvecklat ett surfaktantpreparat som kan tas fram på ett betydligt enklare och billigare sätt. Till sin hjälp har de använt protein från spindlar.

– Tillverkningen är baserad på den metod spindlar använder för att hålla sina extremt lättaggregerade proteiner lösliga inför att de spinner sin tråd. Att vi valde att producera just lungsurfaktantprotein C är för att det troligen är världens mest aggregationsbenägna protein, säger professor Jan Johansson vid institutionen för neurobiologi, vårdvetenskap och samhälle på Karolinska Institutet.

Viktig del av spindeltrådsproteinet

Med metoden har de lyckats framställa olika potentiella biologiska läkemedel genom att använda den del av spindeltrådsproteinet som ser till att proteinerna hålls lösliga, den så kallade N-terminala domänen.

– Vi har låtit bakterier producera den här delen av proteinet och sedan kopplat den till olika proteinläkemedelskandidater. Sammanlagt har vi testat metoden på nio biologiska läkemedel eller läkemedelskandidater baserade på proteiner, säger docent Anna Rising vid institutionen för neurobiologi, vårdvetenskap och samhälle på Karolinska Institutet som tillsammans med Jan Johansson lett arbetet bakom artikeln.

Har jämfört med befintlig behandling

Forskarna har också jämfört sitt syntetiskt framtagna lungsurfaktant med det biologiskt framtagna som finns på marknaden idag. Det fungerade lika effektivt för att minska ytspänningen i en djurmodell av andningsbesvär hos nyfödda.

– Eftersom den här produktionsmetoden är betydligt enklare och billigare kan det i framtiden bli möjligt att använda vårt syntetiska lungsurfaktant för behandling av flera lungsjukdomar än just för tidigt födda barn. Metoden möjliggör förhoppningsvis även framställning av andra biologiska läkemedel, säger Jan Johansson.

Studien är huvudsakligen finansierad av Vetenskapsrådet och genomfördes i samarbete med det italienska läkemedelsföretaget Chiesi Farmaceutici.

Publikation

”Efficient protein production inspired by how spiders make silk”
Nina Kronqvist, Médoune Sarr, Anton Lindqvist, Kerstin Nordling, Martins Otikovs, Luca Venturi, Barbara Pioselli, Pasi Purhonen, Michael Landreh, Henrik Biverstål, Zigmantas Toleikis, Lisa Sjöberg, Carol V. Robinson, Nicola Pelizzi, Hans Jörnvall, Hans Hebert, Kristaps Jaudzems, Tore Curstedt, Anna Rising & Jan Johansson
Nature Communications , online 23 maj 2017