Ny testmetod förenklar vägen till nya läkemedel

En helt ny metod att mäta hur effektivt celler tillverkar DNA-byggstenar är en utmärkt startpunkt för nya läkemedel mot resistenta bakterier och cancer. Redan när en tänkbar läkemedelskandidat identifieras visar den nya mätmetoden hur substansen kan hämma celldelningen, vilket underlättar vidareutvecklingen av läkemedlet. Forskarna kommer från Stockholms universitet och Karolinska Institutet och presenterar nu sina resultat i den ansedda amerikanska tidskriften PNAS. 

I teamet ingår de båda forskarna Fredrik Tholander, doktor i medicinsk biokemi, Institutionen för biokemi och biofysik vid Stockholms universitet och Institutionen för mikrobiologi, tumör- och cellbiologi vid Karolinska Institutet och Britt-Marie Sjöberg, professor i molekylärbiologi vid Institutionen för biokemi och biofysik vid Stockholms universitet.

Arvsmassans byggstenar måste ständigt tillverkas för att DNA-syntes och celldelning skall fungera korrekt. Enzymet som tillverkar dessa DNA-byggstenar kallas RNR (ribonukleotidreduktas) och är ett uppenbart målenzym för celldelningshämmande läkemedel, till exempel cancerläkemedel och antibiotika. Men eftersom enzymet är experimentellt svårt att hantera finns endast ett fåtal godkända cancerläkemedel som verkar genom att inaktivera RNR, ett enzym som upptäcktes på 1950-talet av den svenske forskaren Peter Reichard.  

Enkel och bred metod
– Nu har vi utvecklat en helt ny metod som drastiskt förenklar detta arbete, säger Fredrik Tholander. Vår nya metod bygger på en variant av den välkända kedjereaktion PCR (polymerase chain reaction) och kan användas i storskaliga tester för att hitta nya substanser med potential att utvecklas till läkemedel.

– Metoden är både enkel och generell, säger Britt-Marie Sjöberg. Den kan användas för att hitta hämmare mot vilket RNR-enzym som helst från vilken sjukdomsalstrande mikroorganism som helst. För första gången kan vi nu använda storskaliga metoder för att leta efter helt nya antibiotikakandidater. I backspegeln kan man tycka att det är förvånansvärt att en liknande metod inte utvecklats tidigare för detta väletablerade målenzym för celldelningshämmande läkemedel.

Med hjälp av den nya metoden har forskarna bland annat hittat substanser som dödar Pseudomonas aeruginosa, en antibiotikaresistent bakterie som orsakar sjukhussjuka och livshotande infektioner hos patienter med cystisk fibros.

Om studien
Forskarna har analyserat effekten av 1 364 olika substanser, och fann att 27 substanser hämmade RNR-enzymets aktivitet drastiskt (≥ 90 procent hämning). Av dessa 27 substanser visade sig fyra även hämma tillväxten av P. aeruginosa, och för två av substanserna visade forskarna att den antibiotiska effekten sammanföll med sänkta nivåer av DNA-byggstenar i bakterien.

Titel: Discovery of antimicrobial ribonucleotide reductase inhibitors by screening in microwell format
Publicerad i tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS)
http://www.pnas.org/content/early/recent
doi:10.1073/pnas.1113051109

Ytterligare information
Fredrik Tholander, doktor i medicinsk biokemi, Institutionen för mikrobiologi, tumör- och cellbiologi vid Karolinska Institutet och Institutionen för biokemi och biofysik vid Stockholms universitet.
Tel. 070-998 65 79
E-post fredrik.tholander@ki.se

Britt-Marie Sjöberg, professor i molekylärbiologi, Institutionen för biokemi och biofysik vid Stockholms universitet.
Tel 08-16 41 50
Mobil 070-564 86 78
E-post britt-marie.sjoberg@dbb.su.se