Nanobioscience og biofysik
Fra dansende supermolekyler til fremtidens medicin
Biologiske fænomener i størrelsen 1-100 nanometer er omdrejningspunktet for LIFEs spirende elitemiljø i nanobioscience og biofysik.
Her forsker man bl.a. i, hvordan celler kommunikerer med hinanden og deres omgivelser for at skabe nye og bedre muligheder for diagnosticering og behandling af sygdomme i fremtiden.
Tekst: Katherina Killander, LIFE Kommunikation
Vi har stillet professor og tovholder Knud J. Jensen 8 skarpe til LIFEs spirende elitemiljø i Nanobioscience og biofysik:
Hvor er forskningsområdet nanobioscience på vej hen som felt i disse år?
Tovholder Knud Jensen svarer:
"Nanobioscience, eller nanobiovidenskab som det hedder på dansk, er et kæmpe område i rivende udvikling.
Det skyldes, at det rummer uendelig mange muligheder inden for bl.a. udvikling af lægemidler, men også inden for test for sygdomsfremkaldende organismer og medicinsk diagnostik.
Vil revolutionere lægemiddelforskningen
På verdensplan forventer vi ganske enkelt at nanobioscience vil revolutionere lægemiddelforskningen.
Vi vil derfor inden for en årrække kunne købe helt nye typer af lægemidler. Man forventer også, at det vil revolutionere den måde vi fremstiller materialer på bl.a. inden for plastindustrien.
Særlige optiske egenskaber afslører sygdom
Nanobioscience er meget brugbart, når man teste om en patient har en given sygdom. Mange typer nanopartikler har nemlig interessante optiske egenskaber der gør, at man med det blotte øje kan se farveændringer, der indikerer eventuelle sygdomme.
Nye mulige former for insulin
Nanobioscience er også et særligt vigtigt redskab til at udvikle mulige, nye behandlingsformer for diabetespatienter med insulin.
Med afsæt i principper fra nanobiovidenskaben kan man f.eks. gå ind og finregulere den mængde insulin der frigives, så det i højere grad nærmer sig et raskt menneskes blodsukkerniveau.
Flere og flere virksomheder ser derfor potentialet i nanobioscience og vil i fremtiden gøre det muligt at igangsætte samarbejder på tværs af universiteter og virksomheder omkring udviklingen af nanomedicin. "
Billigere og hurtige testmetoder - til gavn for ulandene
Nanobioscience har som sagt også store perspektiver inden for test af sygdomme. I dag er test ressoucekrævende, fordi de ofte kræver avanceret udstyr og en relativ stor mængde blod fra patienterne. Ofte tager det også relativt lang tid at få resultatet af prøven.
Det fungerer nogenlunde her i Danmark, hvor vi har en god infrastruktur og et tilgængeligt sundhedsvæsen.
I u-landene derimod er det en anden sag. Når man for eksempel skal have taget en blodprøve, tager det ofte meget lang tid at få svar på prøven, enten pga. manglende teknologi, infrastruktur eller økonomi.
Her er håbet, at forskningen i nanobioscience kan give hurtigere, billigere og mere effektive testmetoder, så det eksempelvis er tilstrækkeligt at trykke en finger mod et lille papir, hvorefter man har svar inden for et kvarter."
"På LIFE er vi særlig stærke inden for fremstilling af molekyler med en biologisk aktivitet, som vi ser i eksempelvis lægemidler. Vi kombinerer det med avanceret biofysik for at forstå, hvordan disse molekyler opfører sig på nanoskala. "
Hjælp på vej for diabetespatienter
Eksempelvis arbejder vi med at udvikle såkaldte hexamer, et slags supermolekyle, om du vil. Her er flere molekyler gået sammen og fået nye egenskaber. Vi vil gerne kunne styre denne proces.
Når to kunstigt fremstillede insulinmolekyler eksempelvis går sammen er de nemlig mere langsomt-virkende og bidrager til at give patienten et mere stabilt blodsukker, som i højere grad efterligner tilstanden hos et raskt menneske.
For at få disse insulinmolekyler til at gå sammen påfører vi et såkaldt ligand. Det er et stof, der styrer molekylernes adfærd. For at beskrive hvordan liganden arbejder, kan vi forestille os dansen lancier.
Der danses, og det første par griber det andet og sådan fortsætter dansen– disse hænder kan illustrere hvordan ligander virker. De hjælper os til at styre molekylernes ´dans´.
Landets mest avancerede laboratorieudstyr
Til at analysere processerne har vi landets mest avancerede laboratorieudstyr, bl.a. et instrument der er baseret på røntgenstråler.
Det kan for eksempel analysere, hvorvidt molekylerne deltager i ´lancier dansen´. Den kan også bruges til at undersøge potentialerne i nye materialer bl.a. plast.
"Vi arbejder på nye insulinvarianter. Vores forskning bliver ikke direkte til nye lægemidler, men vi skaber den viden, der skal til for at danne disse insulinsupermolekyler.
Guldnanopartikler til diagnosticering
Derudover arbejder vi med guldnanopartikler for at udnytte deres særlige optiske egenskaber i diagnosticing af sygdomme.
Der bliver også arbejdet med såkaldte nana-discs, som kan tage et udsnit af en cellemembran og derefter afsløre, hvordan et bestemt protein, som vi vil undersøge, opfører sig."
Hvis I får den succes I håber på i elitemiljøet inden for nanobioscience over de næste år, hvad vil I så opnå?
"Jamen, så har vi skabt den nye viden, der skal til for at udvikle endnu bedre og mere effektive lægemidler. Vi har også udviklet nye redskaber til at forstå fænomener på nanoskala.
Med den nye viden vi er i gang med at opbygge forventer vi også at kunne yde et solidt bidrag til udviklingen af nye smarte materialer og nye metoder til at diagnosticere.
Vi håber også i fremtiden at opnå endnu større opmærksomhed og anerkendelse for vort arbejde, så vi er i stand til fortsat at tiltrække de skarpeste forskere og studerende til miljøet.
Som en del af det vil vi fortsætte med at publicere i de mest anerkendte tidsskrifter. "
"På mange måder. Gennem forskningsbaseret undervisning og projekter, hvor de studerende får mulighed for at være med at skabe ny viden på området.
Gennem vores samarbejder med industrien vil de studerende desuden løbende være i tæt kontakt med verdenen udenfor den akademiske.
Vi vil også fortsætte med at støtte op omkring erhvervsph.d.-ordningen og samtidig tilskynde studerende til at skrive speciale i samarbejde med en relevant virksomhed."
"Vi har allerede nogle stærke samarbjdermed virksomheder, både store og små. Og vi vil arbejde for at bibeholde disse samarbejder og gerne udvide dem."
Hvis man gerne løbende vil følge med i de resultater I skaber i elitemiljøet inden for nanobioscience, er der så andre steder end LIFEscienceUPDATE, hvor man kan gøre det?
"Ja, på vores hjemmeside , www.np3.life.ku.dk og LIFEs hjemmeside."
Katherina Ludvigsen, - siden er sidst opdateret d.31. oktober 2011