Bekjemper tuberkulose med nanopartikler

Hvert år dør 1,8 millioner mennesker av tuberkulose. Dagens medisiner fungerer bra for barn, men ikke bra nok for voksne.

En forskergruppe tester nå ut en ny mulig behandling som baserer seg på nanoteknologi. Gruppen ledes av professor Gareth Griffiths på Institutt for molekylær biovitenskap (IMBV) ved Universitetet i Oslo. Griffiths har 30 års erfaring fra Det europeiske molekylærbiologiske laboratoriet i Heidelberg i Tyskland og har blant annet forsket på tuberkulosebakterier.
 

– Nanoteknologi er en av de mest lovende tilnærmingene for utviklingen av effektiv behandling mot tuberkulose, påpeker Gareth Griffiths.

Medisinen frigis lokalt

Dagens medisiner mot tuberkulose rammer ikke bakterien direkte. Metoden som forskergruppen til Griffiths tester ut, går enkelt sagt ut på å kapsle inn medisinen i nanopartikler bestående av et nedbrytbart stoff. Medisinen blir så sakte frigitt lokalt der sykdommen sitter.
 

Stoffet i nanopartiklene legger et beskyttende lag på det medikamentet som skal frigis. Når stoffet har kommet inn i cellen, blir nanopartiklene brutt ned og innholdet frigitt lokalt over flere dager.

– Stikkordet er “nedbrytbar”. Medikamentet frigis i cellen og blir sakte brutt ned. Da blir effekten av medikamentet både bedre og lengre enn med dagens behandling, forklarer Griffiths.

Den nye behandlingen har enda en fordel:

– Den nye teknologien gjør det mulig å redusere antall doser. Den reduserer også risikoen for å utvikle resistens mot medisinen.

Gjemmer seg

Når tuberkulosebakterier kommer inn i kroppen, blir de spist opp av makrofagene, men de blir dessverre ikke drept. Makrofager er de storspisende cellene i immunforsvaret vårt. Makrofagene spiser opp uønskete partikler og varsler resten av immunforsvaret om trusler. Bakteriene klarer å gjemme seg i makrofagene på en slik måte at de ikke blir brutt ned.
 

Det smarte er at nanopartiklene, som er fylt med medisin, også blir spist av makrofagene. Dermed havner nanopartiklene på samme sted som bakteriene. Det er her den sakte, vedvarende behandlingen foregår.

Bruker gjennomsiktig fisk

For å studere behandlingen av tuberkulose, bruker Griffith det han kaller for sebrafisk-modellen. Sebrafisken er en tropisk ferskvannsfisk som ofte brukes i vitenskapelig
forskning.

Sebrafisken har en stor fordel. Skinnet er gjennomsiktig. Både bakteriene og nanopartiklene blir synlige. Da er det mulig å se hva som skjer i fisken med optisk mikroskopi.

– Sebrafisk-modellen er svært effektiv. Ved hjelp av denne modellen kan vi se hvordan de innkapslete nanolegemidlene, når de blir frigitt, går inn i blodet og blir spist opp av makrofagene. Slik kan vi være i stand til å fjerne infeksjonen, forteller Gareth Griffiths, som også skal bruke sebrafisk-modellen til å utvikle nanopartikkelbaserte vaksiner mot ulike fiskesykdommer.

– Sebrafisk-modellen gjør oss i stand til å lage ulike typer nanopartikler og oppdage og kontrollere hvor effektivt makrofagene sluker de ulike partikkeltypene. Vi kan følge med på virkningen av behandlingen mens den pågår, og finne de beste nanopartiklene, før vi starter med større eksperimenter, forklarer Griffiths, og understreker hvordan
modellen hans også kan anvendes mot andre sykdommer. Han ønsker nå å bruke sebrafisk til å forske på føflekkreft. Antistoffer mot kreft kan kapsles inn i nanopartikler og frigis i kreftsvulster i sebrafisk.

Fremtidens medisin

– Prinsippet er alltid det samme. Når dagens medikamenter ikke er effektive nok, kan man pakke inn medikamentene i nanopartikler og frigi dem lokalt der det trengs. Etter min mening er dette fremtidens medisin, sier Griffiths.
 

Han mener nanopartikkelteknologien kan bety mye for utviklingen av en effektiv behandling av tuberkulose, kreft og andre sykdommer.

– Men det er fortsatt lang vei å gå, påpeker professoren i molekylærbiologi