Nya tankesätt inom biomedicinsk forskning

Text: Lucy Kibwota Publicerad: 30 april 2018
Ett nytt tankesätt som utmanar 100 år gamla resonemang har introducerats i forskningen kring läkemedels omsättning och farmakologiska egenskaper. Centralfiguren för detta är forskaren Johan Gabrielsson, institutionen för biomedicin och veterinär folkhälso­veten­skap (BVF).

Johan Gabrielsson med kollegor har tagit fram en ny teoretisk modell för att räkna ut hur enzymer och andra målproteiner kan bete sig när de utsätts för till exempel ett läkemedel. Ett målprotein kontrollerar hur ett läkemedel beter sig i kroppen.

– Vi vill veta hur praktisk användbar modellen är, vilket görs genom försök där man ”krocktestar” modellens användbarhet. Det är dags att revidera och uppdatera synsättet kring de fundamentala processer som styr farmakologin och läkemedelsomsättningen, säger Johan Gabrielsson.

Johan Gabrielsson. Foto: Lucy Kibwota

Vad som är nytt i Johan och hans kollegors arbeten är att man tagit hänsyn till att både substrat och enzym kontinuerligt produceras och bryts ner i den levande organismen (in vivo). Utifrån in vivo-förutsättningarna har de härlett ett nytt jämviktstillstånd mellan målprotein och substrat (ett läkemedel till exempel).

– I forskningen har man hittills främst använt sig av slutna system för modeller av potentiella läkemedels nedbrytning och farmakologiska effekt innan de ges till människor första gången. Slutna system studerar man med in vitro-försök, medan öppna in vivo-system studeras i den levande organismen, det vill säga i djurmodeller och/eller i människan.

Äldre modell

Michaelis och Menten, två biokemister verksamma i början av förra seklet, utformade en matematisk modell för enzymkinetik kallad Michaelis–Menten-modellen. Modellen används flitigt inom biomedicinsk forskning för att beskriva i vilken takt enzymer bryter ner ett substrat. Ett substrat är en molekyl som binder sig till ett enzym. Modellen har inte justerats sedan skapandet på 1930-talet. Michaelis–Menten-modellen beskriver ett ”slutet” system, in vitro, där en fixerad mängd enzym och substrat reagerar med varandra.

Nedbrytning av läkemedel

Det finns ett tak för hur mycket ett målprotein kan binda till sig av ett läkemedel (substrat) samt hur kraftfullt läkemedlet kan vara innan det bryts ner. I den nya modellen föreslår Johan Gabrielsson, och hans medförfattare, hur en kontinuerlig tillförsel och nedbrytning av läkemedel kan göras. När man har uppnått ett tak kan kroppen inte ta tillgodogöra sig mer av läkemedlet, detta betyder att överskottet av läkemedel bryts ner innan det gjort någon nytta i kroppen.

– Det vi har gjort utkristalliserar sig som ett några enkla ekvationer, men vägen dit har varit lång.

Johan menar att man inte drar samma slutsatser från ett slutet system som man gör av det öppna, och att det slutna systemet ursprungligen bygger på nästan 100 år gamla resonemang.

Ordlista:

  • Målprotein = kontrollerar verkan av ett läkemedel i en organism.
  • In vivo = i kroppen, eller i en levande organism/i den naturliga miljön.
  • In vitro = utanför kroppen, oftast i ett glasrör/ utanför sin normala kontext.
  • Ett substrat är en molekyl som binder till ett enzym.
  • Enzym = ett katalyserande protein.
Fakta

Forskargruppen

Johan Gabrielsson tillhör institutionen för biomedicin och veterinär folkhälso­veten­skap (BVF) och är professor i integrativ farmakologi. Han arbetar sedan tre decennier tillsammans med Stephan Hjorth, professor i farmakologi vid Göteborgs universitet, och Bert Peletier, professor i matematik vid Leidens universitet i Holland. Deras grundforskning fokuserar på farmakologisk potens och egeneffekt.

johan.gabrielsson@slu.se

https://www.slu.se/cv/johan-gabrielsson/
Fakta

Citerad i Nature

Forskarnas artikel Pharmacokinetic Steady-States Highlight Interesting Target-Medi­ated Disposition Properties har blivit citerad i tidskriften Nature och fått mycket uppmärksamhet. Tack vare artikeln följde en inbjudan att skriva en artikel, In vivo potencyrevisited – Keep the target in sight. Johan har med sina medför­fattare studerat omsättningen av läkemedel i två olika situationer; in vitro och in vivo med målstyrd läkemedelomsättning, eller TMDD. TMDD står för target mediated drug disposition.

 

30 april 2018 3

Twitter

i-Tree Sverige – en kartläggning av träds samhällsnytta https://t.co/5wJeeZuCdG @_SLU via Twitter 2 dagar sedan
Sveriges nya forskningsfartyg Svea sjösatt https://t.co/xtD7vpXDc3 @_SLU via Twitter 7 dagar sedan
SLU ett av världens tio bästa mindre universitet https://t.co/NIrvxNuTRm @_SLU via Twitter 8 dagar sedan
Pressinbjudan: Matologi, Stockholm 25/8, ”Mitt hållbara matval” https://t.co/FD2eTRiGbk @_SLU via Twitter 8 dagar sedan
Något minskade kräftfångster i år https://t.co/Zr5IrhEhTg https://t.co/NFwxj7ssYq @_SLU via Twitter 8 dagar sedan
RT @THEUniAdvice: The best small universities in the world in 2018! https://t.co/Z6iQP4Un3R #tinyversity @Caltech @Polytechnique @ScuolaSan @_SLU via Twitter 9 dagar sedan