Nanokikare spanar in i cellen − och ser hur läkemedel fungerar

− Utan att behöva tillföra något som påverkar cellen kan vi få fram en unik precision på nanonivå. Det är inte möjligt med jämförbara metoder som används idag, säger Per Malmberg, forskare på institutionen för kemi och kemiteknik på Chalmers tekniska högskola.

Läkemedelsindustrin har ett stort behov av metoder för att mäta i vilken utsträckning läkemedelsmolekyler når specifika mål i cellens inre, och hur de beter sig inuti cellen.

Metod för analys av läkemedel i celler

En ny metod, som utvecklats av forskare inom infrastrukturen Kemisk avbildning* och samarbetspartners inom läkemedelsindustrin, ger en tydlig bild av vad som sker i cellen när ett läkemedel testas.

Tekniken gör det möjligt att med stor tillförlitlighet analysera och kvantifiera biologiska läkemedel, som peptider och oligonukleotider, i mänskliga celler.

Speciellt instrument ger snabbt svar

Analysmetoden är baserad på instrumentet NanoSIMS, som är förkortning av Nanoscale secondary ion mass spectrometry.

Instrumentet − som kan mäta och avbilda molekyler i hög upplösning − är etablerat inom forskning, men det hade tidigare aldrig använts för läkemedelsutveckling.

− Jämfört med liknande tekniker ger NanoSIMS-metoden mycket snabbare och mer exakta svar. Just nu kan ett läkemedelsprojekt få svar inom cirka fyra veckor, men det finns goda möjligheter att minska tiden ytterligare, säger Per Malmberg.

Betydelse för precisionsmedicin

Hittills har forskarna arbetat med odlade celler, men tekniken kan även användas för att undersöka vävnad.

På lång sikt skulle den också kunna användas för att undersöka vad som händer i enskilda celler i ett organ där läkemedlet förväntas verka. Den skulle kunna ge en nyckel till en djupare förståelse av till exempel neurodegenerativa sjukdomar som ALS eller Parkinsons sjukdom och cancer.

Underlättar framställning av nya läkemedel

Metoder för kvantifiering i nanoskala av läkemedelsmolekyler och deras distribution på subcellulär nivå är efterfrågade inom läkemedelsindustrin.

− Jag är oerhört glad över att vi har lyckats avbilda läkemedel i celler. Det finns många saker som kan hända med ett läkemedel när det väl kommer in i cellen, och nu när vi kan göra observationer på den här nivån för första gången kan vi få kritisk information som hjälper oss att designa läkemedel för sjukdomar som inte tidigare har kunnat behandlas, säger Michael Kurczy, forskare på läkemedelsföretaget AstraZeneca.

Publikationer:

Intracellular Absolute Quantification of Oligonucleotide Therapeutics by NanoSIMS, Analytical chemistry.

Subcellular Mass Spectrometry Imaging and Absolute Quantitative Analysis across Organelles, ACS Nano

Kontakt:

Per Malmberg, senior forskare, institutionen för kemi och kemiteknik, Chalmers tekniska högskola, malmper@chalmers.se