EN / DA
Sygdom og behandling

Gammel kinesisk kræftmedicin på ny svamperecept

Naturmedicin kan ofte ikke testes og godkendes som lægemiddel, fordi det ikke kan produceres i rene og rigelige mængder nok. Forskere har nu udviklet en gærsvamp, der overproducerer et stof – kendt fra gammel kinesisk urtemedicin – som tidligere har vist sig at være særdeles effektivt mod kræft. Den nye metode muliggør kliniske tests og storproduktion, så medicinen vil kunne godkendes og bruges til behandling.

Dødeligt syge og deres nærmeste tyer ofte til alternativ behandling, når alle godkendte behandlinger er afprøvet uden held. Det kan dog være en ren jungle at orientere sig i naturmedicinens verden, for hvad virker, og hvad er rent fup? Ny forskning kan give svaret på, om stoffet beta-elemene fra den kinesisk lægeurt Curcuma wenyujin faktisk vil kunne bruges i behandling mod kræft, som tidligere forskning har vist.

”Vi er som de første i verden lykkedes med at kunne få stoffet produceret i store nok mængder til, at man både vil kunne bruge det i større medicinske test samt til en egentlig produktion af stoffet til medicinsk brug,” forklarer en af artiklens hovedforfattere Anastasia Krivoruchko, der er projektleder i the Systems and Synthetic Biology Group på Chalmers University of Technology i Göteborg og tilknyttet the Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainability på Danmarks Tekniske Universitet.

Solsikke og salat

Den kinesiske lægeurt, Curcuma wenyujin, laver nemlig utrolig små mængder af beta-elemene, og så små, at det har været for dyrt og besværligt at fremstille nok af det til at behandle kræftpatienter. Bioteknologiske forskere har derfor i årevis uden det store held forsøgt at få mikroorganismer til at producere beta-elemene. Det er dog tidligere lykkedes at få diverse mikroorganismer til at producere stoffet germacrene A, der nemt kemisk kan omdannes til det virksomme stof beta-elemene. Desværre har produktionen stadig været alt for lille til medicinsk brug. Det problem har det dansk-svensk-kinesiske forskningssamarbejde løst.

”Vi har udviklet og forfinet en gærsvamp, der kan producere næsten 20 gange mere af germacrene A end det tidligere er set i gær. Og da germacrene A kemisk nemt kan omdannes ved stuetemperatur til beta-elemene, ser det ud som om, vi har skabt en produktionsmetode, som kan bruges, især fordi den helt sikkert kan optimeres endnu mere.”

Løsningen kom fra en lidt uventet side. Forskerne prøvede nemlig at flytte den kinesiske lægeurts enzymatiske produktionsapparat over i gær, for at se om de kunne få gærsvampene til at producere germacrene A, men uden held. I stedet ledte de efter lignende produktionsapparater i andre planter, og fandt et langt mere effektivt enzymsystem i såvel solsikke som salat, og de systemer havde de langt større held med at splejse ind og få til at fungere i gærsvampene.

Enzymer på samlebånd

Salat- og solsikke-enzymerne bragte således forskerne et godt stykke af vejen mod at kunne få svampene til at producere medicinen, men der skulle mere til at nå op på et acceptabelt udbytte, og her måtte der tages lidt andre midler i brug.

”Nogle af delprodukterne i den kemiske proces på vej til at skabe germacrene A bruges også til produktionen af andre stoffer også. Derfor prøvede vi at sikre os, at så mange af delprodukterne som muligt blev brugt til netop produktionen af germacrene A. Det gjorde vi ved at fusionere de forskellige enzymer, der bruges til syntesen af germacrene A, så de altid var i hinandens fysiske nærhed.”

På den måde bevæger delprodukterne sig som på et samlebånd forbi de forskellige enzymer, der bruges til syntesen af medicinen, så det ene enzym kunne tage over, hvor det andet slap i den kemiske proces. Dermed blev sandsynligheden øget for, at så meget råstof som muligt går til at producere stoffet, og dermed optimeres produktionen yderligere.

Planternes skattekiste

Beta-elemene er tilstede i mange planter, der tidligere har været brugt medicinsk, og stoffet har de seneste år fået stor opmærksomhed, fordi laboratorie-forsøg har kunnet dæmpe væksten af mange forskellige typer af kræftceller. I Kina har stoffet endda været afprøvet i kliniske forsøg, hvor forskerne har rapporteret effekter af stoffet i kræftbehandling. Desværre har forsøgene været af for dårlig kvalitet, fordi mængden af stof og dermed antal mulige deltagere i forsøgene har været for lavt.

”Vores nye resultat kan medvirke til én gang for alle at vise, om beta-elemene har en effekt mod kræftceller, og hvis det viser sig at være tilfældet, vil et medicinalfirma med yderligere optimering kunne bruge metoden i deres produktion.”

Indtil videre fortsætter de dansk-svensk-kinesiske samarbejde dels med at optimere produktionen af germacrene A – dels med at forsøge at få gærceller til at producere andre potentielt nyttige produkter, eksempelvis andre stoffer fra beta-elemene-familien – de såkaldte terpenoider. Terpenoider udgør verdens største klasse af naturlige planteprodukter og kan derfor vise sig at være en veritabel skattekiste med over 40.000 forskellige stoffer, der potentielt kan bruges til behandling.

Artiklen ”Metabolic engineering of Saccharomyces cerevisiae for produktion of germacrene A, a precursor of beta-elemene” er udgivet i Journal of Industrial Microbiological Biotechnology. Flere af projektets centrale deltagere er ansat I the Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainability.

Anastasia Krivoruchko
Project leader
Anastasia Krivoruchko is a project leader in the Systems and Synthetic Biology Group. Her research is focused on using metabolic engineering to create yeast cell factories for production of compounds of interest. This includes yeast cells able to produce 1-butanol, a potentially important biofuel. Another project involves the creation of platform yeast cell factories containing enriched levels of cytosolic acetyl-CoA, a precursor molecule for various biotech products.