Hva om vi kunne drepe bakterier på en radikalt forskjellig måte? Ikke bare bakterier, men virus, sopp og kreftceller også.
Det er det materialforskere ved IBMs forskningsinstitutt i Almaden, nord for San Jose i California, sammen med forskere ved Institute of Bioengineering and Nanotechnology, prøver å få til.
– Vi trenger et paradigmeskifte på dette området. Vi taper om vi skal sloss med naturens effektive måte å utvikle resistens i mikroorganismer. Det skjønte Alexander Fleming allerede etter at han oppdaget penicillinet i 1928, sier doktor i avanserte organiske materialer, James Hedrick, en av forskerne i det nanomedisinske teamet ved IBM Research.
– Håper det kan bli skiftet vi trenger
– Det vi utvikler her er noe helt nytt og vi håper at dette kan bli det skiftet vi trenger, påpeker han.
Hedrick forklarer at denne typen kjemi og materialteknologi har er noe de har holdt på med bare i fem år, men at den bygger på mange årtier med kunnskapsoppbygging.
– Det er vel knapt noe område hvor kjemi og materialteknologi har utviklet seg så mye, som hos de som har forsket for å krympe elektroniske kretser. Uten denne forskningen som bakgrunn har vi ikke kunne gjort dette. I tillegg kan vi nå bruke avansert kognitiv analyse for å se inn i og avsløre egenskapene til molekylene, påpeker han.
Bakterie- og virusmordere
IBM-forskerne utvikler såkalte makromolekyler som er i stand til å søke opp og feste seg til overflaten på mikroorganismer. Dette har med form og ladning gjøre og er en mekanisme vi kjenner fra naturen.
Molekylene er store med et høyt antall atomer. De er vannløselige, har positiv ladning og fungerer omtrent som et slags kunstig tillegg til immunsystemet rettet mot en spesifikk mikroorganisme.
Når de kommer i nærheten av bakterier har de en form som passer mot bakterieoverflaten og ladningen gjør at de trekkes mot de negativt ladede bakteriene. IBM bruker selv borrelås som analogi til hvordan de er utformet og fester seg.
Makromolekylene er en type polymerer som kan gjøre jobben på flere måter. Noen kan være utstyr med en slags dolk som ødelegger cellemembranen som omgir bakterien. Dermed renner innholdet i bakterien ut, og da dør den.
Det hele virker så raskt, og på en så annerledes måte enn naturen, det vil si antibiotika, at bakteriene ikke kan utvikle resistens. Når jobben er gjort brytes molekylene ned i kroppen.
– Denne formen for makromolekylterapi tror vi også at vi kan utvikle for tuberkulose, malaria, HIV og andre sykdommer. Ikke bare for bakterier, men også for virus, sopp og kreftceller. Og siden de er så forskjellige kan de fungere sammen med andre typer tradisjonell medisin. Vi tror vi kan lage molekyler som virker som cellegift med opptil 100 prosent dødelighet for kreftcellene, også etter at de har spredt seg til metastaser, sier polymerforsker i IBM, Mareva Favre.
- DNA-teknologien fjerner syke gener: Her kan kuren for HIV og kreft ligge
Anti ebolatåke
Forskerne ser for seg mange måter å utnytte slik polymerbasert medisin. Den kan brukes som tradisjonell medisin, men også på mange andre måter.
– Hvis man jobber med pasienter som har ebola kan vi løse opp en teskje med polymermedisin som er rettet mot sykdommen i vann, og bruke det til å lage en slags preventiv tåke i rommet. Det vil forhindre at smitte overføres i luften, sier Favre.
Han forklarer at de også ser for seg medisin som forhindrer at man smittes av malaria.
– Forskjellen er at man bare trenger å ta slik preventiv medisin når man er i landet, ikke lenge før, som i dag, sier Favre.
- Slik eldes øyet: Derfor blir synet dårligere etter 40
Datastøtte
IBM har naturlig nok «tatt egen medisin» og bruker det de kaller kognitiv analyse for å avsløre alle egenskapene til molekylene.
Dette har de utviklet ekspertise på gjennom bruk av Watson.
– Vi er helt i starten på denne analyseteknologien, men vi tror dette kan gjøre det vesentlig enklere for oss å identifisere ulike molekylkandidater og alle egenskapene de har. Dette kan bli den første kognitivt utviklede medisinen, sier Hedrick.
Stort potensial
Medisin er et nytt område for IBM, så de ønsker å etablere et samarbeid med den farmasøytiske industrien. Om det går som de tror er markedspotensialet enormt.
Verden skriker etter ny medisin. Ikke minst etter noe som virker mot virus. Går dette som forskerne håper kan de være på vei til å lage en slags antibiotika som fungerer mot virus.
Den vil binde seg til overflaten til virus og gjøre at de ikke kan trenge inn i menneskeceller. Eller den kan designes for å binde seg til celleoverflaten og virke som et slags skjold. De ser også for seg muligheten til å lage molekyler som trenger inn i cellene og beskytter dem fra innsiden.
– Vi tror vi kan se slike polymerbaserte medisiner på markedet allerede om tre til fem år om alt går som vi håper. Slik det ser ut nå så er dette svært sikre medisiner. Det viser dyreforsøkene som er gjort, selv om vi ennå ikke har optimalisert molekylene vi jobber med, sier Hedrick.
- Fra før har vi kirurgi, cellegift, stråling og immunterapi: Nå kommer det femte våpenet mot kreft til Norge
