I året da vi er på vei ut av covid-19-pandemien takket være effektive mRNA-vaksiner, forventet nok veldig mange, inkludert meg selv, at noen av forskerne bak kunnskapen og teknologien som muliggjorde utviklingen av disse vaksinene, skulle hedres med en nobelpris. Men som vi vet, ble ikke utfallet slik – prisen i medisin og kjemi gikk til andre.
Mange stilte seg nok undrende til at Nobelkomiteen ikke benyttet århundrets mulighet til å gi prisen til et fagfelt som alle på en eller annen måte har kjennskap til. For oss som ønsket å benytte en slik mulighet til å formidle viktigheten av å drive med grunnforskning som ikke nødvendigvis har en betydning for livet i morgen eller om fem år, men 30-40 år senere, glapp en gylden mulighet til å fremsnakke viktigheten av denne forskningen ved å bruke mRNA-vaksinene som et stjerneeksempel.
Forskningen bak mRNA-vaksinene vil få en nobelpris – kanskje allerede neste år. I mellomtiden har vi absolutt grunn til å beundre det geniale i arbeidet til årets to nobelprisvinnere innen kjemi. Kjemien som årets to vinnere, Benjamin List og David MacMillen, har utviklet, har større betydning enn de fleste av oss aner. De får prisen for utviklingen av organokatalyse, som har hatt stor innflytelse på hvordan legemidler fremstilles.
Formidabel utvikling
Kjemien som årets vinnere får prisen for, har hatt en formidabel utvikling siden de publiserte sine første funn i 2000. Originalarbeidet til List og medarbeidere var like genialt som det var enkelt. Ved å bruke aminosyren L-prolin, som er en av de 20 naturlige aminosyrene, klarte de å styre selektiviteten til en kjemisk reaksjon som uten L-prolin til stede ville gitt en 50/50 blanding (rasemisk blanding) av to forbindelser som er speilbilder av hverandre. Hvorfor er dette så viktig?
På samme måte som at høyre og venstre hånd er speilbilder av hverandre, kan molekyler være speilbilder av hverandre (enantiomerer). De ser nesten like ut, men den romlige strukturen er ikke lik. Molekyler som er speilbilder av hverandre, har ikke de samme egenskapene, og når det er snakk om legemidler, er det da forskjellene i de biologiske egenskapene som blir svært viktig. Ofte er de biologiske egenskapene ekstremt forskjellige.
Et enkelt bilde som kan illustrere dette, er at høyre hånd passer perfekt inn i høyre hanske, men høyre hånd passer ikke like bra inn i venstre hanske selv om de to hanskene i utgangspunktet ser ganske like ut. Slik er det også for kjemiske forbindelser; den ene enantiomeren passer perfekt, mens den andre ikke gjør det.
Thalidomid-skandalen
For medisiner kan konsekvensen av en sånn «liten» forskjell være ganske brutal. Et eksempel som belyser dette godt, er thalidomid-skandalen på 1960-tallet. Legemiddelet ble brukt til å dempe morgenkvalmen hos gravide kvinner og ble gitt som en rasemisk blanding (50/50 blanding av (S)-(-)-thalidomid og (R)-(-)-thalidomid). Det som ikke var kjent på det tidspunktet, var at mens den ene varianten av molekylet effektivt dempet kvalmen forårsaket av graviditet ((R)-(-)-thalidomid- varianten), så hadde speilbildet av den forbindelsen ((S)-(-)-thalidomid-varianten) innvirkning på fosteret og kunne føre til misdannelser på armer og ben.
Da sammenhengen mellom misdannelsene og legemiddelet ble funnet, ble bruken stoppet momentant. Hadde dette legemiddelet blitt utviklet i dag, hadde det blitt fremstilt ved å bruke kjemien utviklet av årets nobelprisvinnere, og medisinen ville kun inneholdt R-varianten av thalidomid som hadde den tiltenkte virkningen.
Bidrag til grønnere legemidler
I de 21 årene som har passert siden de første arbeidene på dette feltet ble publisert, har organokatalyse blitt flittig brukt både i akademia og ikke minst i industrien. Spesielt har dette hatt stor betydning for den farmasøytiske industrien, og det er selvfølgelig bruken i den industrielle settingen som gjør at dette er et formidabelt gjennombrudd.
Det finnes også andre metoder å gjøre samme type kjemi på, men det innbefatter bruken av katalysatorer som inneholder metaller. Metallene som benyttes er ofte toksiske og må fjernes helt før legemiddelet trygt kan brukes. Dette medfører ekstra renseprosesser med tilsvarende ekstra kjemikaliebruk og gir toksisk avfall som krever spesialhåndtering. Kjemien til årets nobelprisvinnere har dermed også bidratt til å gjøre produksjonen av en rekke legemidler grønnere.
Dette debattinnlegget ble først publisert i TU-magasinet, nr. 11/2021
.jpg)
Kjemi-forskerne brukte Poirot-logikk for å avsløre Grignard-reaksjonen
