Konstgjorda cellmembran öppnar nya vägar för biomedicin och läkemedelsforskning

Eftersom naturliga cellmembran är alldeles för komplicerade vill forskare istället skapa och använda sig av konstgjorda cellmembran som modellsystem. Chalmersforskaren Erik Reimhult har studerat processen som gör det möjligt att skapa konstgjorda cellmembran som täcker makroskopiskt stora ytor genom att välja rätt ytmaterial och miljöförhållanden. Resultaten presenterade han i en doktorsavhandling i början av juni i år. Många av de viktigaste funktionerna hos levande organismer sker i eller över någon form av membran, av vilka cellmembranet, som avdelar alla typer av levande celler från sin omgivning, är ett exempel. – Genom att i detalj studera hur vi forskare kan få de mer renodlade konstgjorda membranen att bygga sig själva från de ingående beståndsdelarna har vi fört konstgjorda membran närmare användning i tillämpningar i stor skala. Konstgjorda cellmembran har potential att revolutionera sökandet efter nya läkemedel och konstruerandet av biosensorer, berättar Erik Reimhult. Biologiska system bygger sig själva. Ritningen till den slutliga strukturen finns inkapslad i de molekyler, byggklossar, som bygger upp helheten. För att undersöka den här processen och för att studera hur små samlingar av molekyler fastnar på och organiserar sig på ytor har Erik Reimhult utvecklat nya kombinationer av mätinstrument. Resultaten han fått gör det möjligt att gå vidare med att skapa och kontrollera funktionella membran på ytor som har försetts med ett ytterst detaljerat mönster tillverkade med samma teknologi som används för datorchip. – De mönstrade membranen skulle till exempel göra det möjligt att samtidigt mäta funktionen hos ett stort antal membranbundna proteiner eller andra receptorer, vilket är viktigt inom biomedicin och läkemedelsforskning, säger Erik Reimhult. Framställningsprocessen utgår från en vätska innehållande ytterst små membranbollar, diametern är mindre än den för ett tusendels hårstrå. Membranbollarna, kallade liposomer, innehåller de byggstenar man vill att det yttäckande membranet ska bestå av. – Att förstå hur det sker och att lära sig styra de drivkrafter som kan användas för att konstruera modeller av biologiska membran på ytor ger oss insikt i fysiken bakom den fascinerande teknik som naturen använder sig av och möjlighet att skapa avancerade, funktionella material som bygger sig själva, säger Erik Reimhult. I slutändan kommer denna kunskap också att leda till nya metoder för klinisk diagnostik, t ex biosensorer för att parallellt testa patienter för många åkommor, läkemedelsutveckling, medicinska implantat, framställning av organ m m. Flera av dessa tillämningar för konstgjorda membran av den typ Erik Reimhult studerat testas redan i laboratorium på Chalmers och andra laboratorium i världen. Bland de livsskapande och livsuppehållande processer som är kopplade till någon form av membran hör fotosyntesen, energiproduktionen i djurceller, signalerna i och mellan nervceller, igenkänning av andra celler eller främmande ämnen och transport av näring. Dessutom är alla våra sinnen beroende av reaktioner som sker i eller över membran och cirka hälften av alla måltavlor för läkemedel är riktade mot receptorer som sitter i cellmembran. Erik Reimhult, vid Sektionen för fysik och teknisk fysik, disputerade med avhandlingen On the Formation of Supported Phospholipid Bilayers den 7 juni 2004 på Chalmers. Mer information: Erik Reimhult e-post: reimhult@fy.chalmers.se Telefon: +46 31 772 3368, fax +46 31 772 3134 Ann-Kristine Nordin |Webjournalist, Public Relations and Press Office, Chalmers University of Technology Telefon +46 (0)31-772 2565 |Fax +46 (0)31 772 2561