Velkommen til Fakultet for naturvitenskap og teknologi
Få utskriftsvennlig versjon ved å trykke på denne

Fant stoff som dreper kreftceller og stopper smerte

Her er stoffet som overrasket forskerne og som ingen har hørt om før.


Vibeke Os 27.06.2017 10:45   (Sist oppdatert: 27.06.2017 11:58)

Utvikling av nye legemidler tar tid og koster mye, kjemiker Balmukund Thakkar har gått nye veier for å effektivisere søket etter nye medisiner. Foto: Colourbox

Kjemiker ved UiT, Balmukund Thakkar snublet over en forbindelse med flere lovende egenskaper da han brukte en original metode for utvikling av nye medisiner.

– Vi fant et stoff som både har en paracet- og morfinliknende effekt, men uten å skape avhengighet, og som i tillegg viser seg å drepe kreftceller, forklarer han opprømt.

Den engasjerte forskeren er å finne på laboratoriet i 4. etasje på Realfagbygget ved UiT- Campus Tromsø, der han viser frem utstyret han brukte for å lage nye kjemiske forbindelser.

Startet med slutten

Utvikling av nye legemidler tar tid og koster mye, derfor har kjemikeren gått nye veier i jakten på nye medisiner.

– Dette er en helt ny tilnærming til medisinutvikling, smiler Thakkar.

Istedenfor å starte med en lidelse som skal leges, som i den tradisjonelle medisinutviklingen, finner han frem til et sett med lovende forbindelser. Disse tester han ut mot en rekke sykdommer.

– Det viktigste poenget med vår fremgangsmåte er at vi starter med slutten. Først sjekker vi at forbindelsene lar seg produsere kjapt og billig, og at de kan tas opp i kroppen på en sikker måte. Først da vi leter etter en sykdom de kan kurere, forklarer Thakkar.

På denne måten unngår forskeren at stoffene han finner frem til er for tidkrevende, dyre å produsere og giftige for miljøet.

Kan vi få en fremtid uten forurensning fra kjemikalier? (forskning.no)

Fra et utgangspunkt på 30 000 stoffer (blå prikker) lagde forskeren 60 forbindelser på laboratoriet (røde prikker). Disse sendte han til neste trinn, nemlig testapparatet til Marbio i Forskningsparken i Tromsø, samt analyselaboratoriet CEREP i Frankrike. Illustrasjon: Balmukund Thakkar

I utgangspunktet startet Thakkar ut med all verdens tilgjengelige kjemikalier, men etter å ha snevret inn aktuelle kandidater etter et sett med kriterier satt han igjen med et bibliotek på omtrent 30 000 forbindelser som i teorien kunne la seg produsere rimelig, med stor kjemisk variasjon og som samtidig var trygge å spise.

Tabletter følger den «gyldne femmer-regelen»
– De 30 000 forbindelsene fant jeg ved først å filtrerte bort alle mulige stoffer som ikke oppfylte kravene til den gyldne femmer-regelen, sier Thakkar.  

Den gyldne femmer-regelen, eller Lipinskis rule of five, er et sett med egenskaper som kjennetegner medisiner som skal kunne tas i tablettform. Thakkar forklarer at det har å gjøre med stoffets evne til å bli absorbert i tarmen, transportert til sitt virkested, at det ikke omdannes til andre stoffer underveis og at det passerer «giftkontrollen» i leveren.

Leveren er en effektiv utkaster av stoffer som oppfattes som farlige. Ifølge kjemikeren kjennetegnes medisiner du skal ta gjennom munnen av at de er små og fettløselige, stabile og uten kraftige ladninger.

Men fra de mulige 30 000 forbindelser er det fortsatt et stykke forskningsarbeid før han kom frem til sin lovende kandidat.

Utbredt i naturen
Datakraft fra UiT sin supercomputer Stallo ble brukt for ytterligere å snevre inn søket. I denne prosessen fant han to biologiske grunnstrukturer som er utbredt i naturen, og som han ville følge videre, nemlig aldehyd og vinsyre, alle stoffene han gikk videre med måtte kunne lages ut fra disse to utgangspunktene, men med et vidt spekter av sidegrupper for å få størst mulig spenn i kjemiske egenskaper.

– Ved hjelp av Stallo brøt jeg tallet ned til 60 forbindelser som jeg siden fremstilte her på laboratoriet, gestikulerer Thakkar.

4. Det kjemiske biblioteket til Thakker ble testet ved analyseplattformen Marbio, ledet av Jeanette Hammer Andersen. Her ble de overraskende funnene først oppdaget. Foto: Vibeke Os

Her har kjemikeren testet de mest lovende kandidatene
Marbio er en analytisk plattform ved UiT, der nye forbindelser, enten fra naturen rundt oss eller laget på laboratoriet, kan testes for medisinsk eller industriell anvendelse.

– Våre analyser kan blant annet identifisere antibakterielle stoffer, virkestoffer mot kreft, og stoffer som hemmer betennelse, sier leder for Marbio, Jeanette Hammer Andersen.

– Hos oss er det mulig å få testet nye stoffer i et biologisk system, som Thakkars bibliotek av 60 stoffer. Vi testet det for blant annet effekt mot levende kreftceller, nærmere bestemt hudkreftceller.

Hun forklarer at Thakkar sitt biblioteket av stoffer hadde veldig høy treffrate, der hele ti prosent av stoffene gav positivt utslag på ulike biologiske analyser. Ifølge plattformlederen er det et godt resultat og tyder på at Thakkar sin fremgangsmåte for filtrering av egenskaper er effektiv.

Etter å ha kjørt de 60 alternativene gjennom analysene til Marbio satt Thakkar til slutt igjen med seks spennende kandidater som viste en eller annen medisinsk effekt, og der han har størst forventninger til det som kalles en N -substituert dipeptid ester.

– Vi fant en veldig lovende kandidat som foreløpig bare har fått navn etter sin plass i rekken av analyserte forbindelse, nemlig B18.

Slik er oppbygningen av den lovende forbindelsen B18 Illustrasjon: Balmukund Thakkar

Smertelindring uten avhengighet
Og det er ikke lite dette nye stoffet virker mot; B18 dreper kreftceller, har effekt på samme reseptorer som morfin og trigger det samme systemet som den smertestillende paracet’en gjør.

Han fremhever særlig B18 sin evne til å binde ulike opioid reseptorer fordi B18 kan gi smertelindring, men uten at det fører til avhengighet. Thakkar jobber nå med å teste flere B18-liknende stoffer, men er usikker på hvor langt de vil kunne komme videre med dette prosjektet siden de enda ikke har fått finansieringen på plass.

–Vi jobber nå med å finjustere B18 fordi vi ønsker å rendyrke medikamenter som bare har èn effekt om gangen, avslutter Thakkar.

Skrev en doktorgrad

Balmukund Thakkar hadde en mastergrad i farmasi fra National Institute of Pharmaceutical Education and Research i Punjab, India før han kom til Tromsø og begynte med sin doktorgrad. Han forsvarte sin avhandling 28 april 2017, tittel på avhandlingen var: “A Biofocussed Chemoprospecting Approach to Drug Discovery: Design, Synthesis and Bioactivity Screening of Diverse Biofocussed Chemical Libraries”.

Hans forskning var finansiert av UiT-Norges arktiske unviersitet og MABIT (NorInnova), og han var tilsluttet forskerskolen BioStruct.

Arbeidet hans ble veiledet av Rickard Engh og John Sigurd Svendsen, begge fra Institutt for kjemi, UiT-Norges arktiske universitet.

Les mer: A Biofocussed Chemoprospecting Approach to Drug Discovery: Design, Synthesis and Bioactivity Screening of Diverse Biofocussed Chemical Libraries  (Munin, UiT - vitenarkiv)

 

Skip to main content