Gull for kroppen
Ein dæsj med nanogull i kroppen kan gjere ein skilnad i kampen mot sjukdomar som kreft og Alzheimers. Til hausten skal medisinen prøvast ut – på bier.
Kom, så går vi og lagar litt nanogull, seier Sina Maria Lystvet.Det er onsdag, og vi er i Ugelstadlaboratoriet ved NTNU. På bordet føre seg har doktorgradsstipendiaten tre ingrediensar: gullsyre, C-vitamin og vatn. Først heller ho litt vatn i ein liten glasbehaldar. Så tek ho ein dæsj med flytande C-vitamin. Og så ein dæsj med gullsyre.
– Sånn, seier Lystvet og ristar litt på glaset.
– Dette er nanogull, seier ho.
– Var det alt? Er den raude væska der ekte gull?
– Ja da, dette er ekte gull.
Etter elleve år med testing på lab’en skal nanogullmedisinen til hausten testast på ein sverm med bier.
Foto: Ole Morten Melgård
Det tok under eitt minutt å lage nanogull. Men det har tatt elleve år å lage nanogullmedisinen som kan gjere ein forskjell i kampen mot kreft og Alzheimers.
Til hausten er tida endeleg mogen for å teste medisinen. På bier.
Det er størrelsen som tel
Her på Ugelstadlab’en er det mykje som er smått. På same måte som universet er så uendeleg stort at det kan vere vanskeleg å forstå, er delane i nanoteknologien så uendeleg små at det også kan vere vanskeleg å begripe:
Inne i glasbehaldaren med ein milliliter rykande ferskt nanogull er det heile seks tusen milliardar nanopartiklar. Og i kvar slik nanopartikkel er det 50 000 gullatom. Viss vi legg 10 000 slike gullnanopartiklar ved sidan av kvarandre, så vil det være like tjukt som eit hårstrå.
– Det er på grunn av størrelsen at nanogullet har heilt andre eigenskapar enn gullet i eit smykke, forklarar Lystvet.
– Det skjer lite med ein gullring dersom vi heller C-vitamin på den. Det er vanskeleg å binde eit anna materiale til ein gullring. Fordi nanogullet er så lite, vil det binde seg til andre stoff som protein eller medisinar. Og det er det vi arbeider med. Vi lagar bitte små klasar med nanogull inne i ulike protein. Målet er å lage medisin mot sjukdomar som kreft og Alzheimers, seier Lystvet og kikkar opp.
Inn på laboratoriet kjem førsteamanuensis Wilhelm Glomm. Han har arbeidd med gullnanopartiklar i elleve år. Som ein ekte vinkjennar ser på vin, ser han på dagens produksjon av nanogull. På fargen skal tydelegvis gullet kjennast.
– Ja, denne er det mange gullnanopartiklar i. Fargen fortel mykje, til dømes om talet på partiklar og størrelsen på nanogullet, seier Glomm.
Lett å følgje partiklane
– Kva skjer viss nokon tek seg ein slurk av det der?
– Det er truleg heilt ufarleg, men det er noko av det vi prøver å finne ut. Verken proteinet eller gullet er giftig kvar for seg. Men enno veit vi ikkje så mykje om potensielt skadelege effektar som kan oppstå når ein kombinerer dei, seier Glomm.
Gullet har spesielle optiske eigenskapar som gjer det muleg for forskarane å følgje kva som skjer med partiklane og kor dei er i kroppen.
«Gull i kreftmedisin kan vere veldig effektivt.»
Førsteamanuensis Wilhelm Glomm
– Gullnanopartiklar kan brukast som kontrastmiddel og medisin i eitt. I USA får ein kjøpt løysingar med gull og sølv nanopartiklar i helsekostavdelinga i større daglegvarebutikkar. Ifølgje reklamen er sølvnanopartiklar eit kosttilskot som visstnok hjelper mot det meste, fortel Glomm.
Han er ein mann som kan kunsten å manipulere protein. Han kan vise til meir enn 50 internasjonale publiseringar i høgt rangerte tidsskrift innanfor kjemi, der om lag halvparten omhandlar nanopartiklar og protein. Han har også fått Akzo Nobels nordiske forskarpris i 2009 for sitt arbeid med dette.
Men korleis kjem det eigentleg menneskeslekta til gode at folk på NTNU driv forsking i verdsklasse på proteinmanipulasjon?
Ulik gullmengd, ulik proteinform
Protein er byggesteinar i alle levande celler, der dei har ulike oppgåver. Hos menneske er dette alt frå å byggje opp og vedlikehalde musklar, skjelett, hud og slimhinner, til å stå for transport av oksygen og næringsstoffer i blodet. Protein er viktige for absolutt alle prosessar som skjer i kroppen. Og korleis dei fungerer, kjem ofte an på kva for ei form dei har.
– Om vi lagar ein klase med gull inne i eit protein, så vil proteinet naturlegvis endre form. Ein stor klase med gull vil endre proteinet på ein annan måte enn ein liten klase med gull. Dette er det nødvendig å ha full kontroll på. Viss vi til dømes har ein spade, men vil ha eit mindre skaft eller eit sterkare handtak på han, vil vi jo at det framleis skal vere ein spade. Vi vil ikkje at det plutseleg skal vere ein spade med ei rive på midten. Sånn er det også med protein. Vi vil at dei framleis skal vere protein, og at vi skal ha full kontroll på korleis dei endrar seg, sjølv om proteina har blitt annleis, seier Glomm.
Gullet opnar celleveggar
Proteinblandinga med nanogull lyser i mørkret. Dei sterke optiske eigenskapane til gullet gjer at forskarane kan følgje med på kvar i kroppen medisinane er.
Foto: Inst. for kjemisk prosessteknologi
I nanomedisinens tidlege stadium var målet å kombinere gullnanopartiklar med til dømes protein for å få eit nytt materiale som tek opp i seg begge eiganskapane. Dei prøvene som resulterte i noko anna, så ein bort frå eller forkasta. Det er rett og slett desse prøvene, som tidlegare vart kasta i søpla, som Glomm har plukka opp og funne interessante.
– Det vi ser på, er prøver der proteinet endrar seg, slik at gull og protein blir noko meir – på same måte som ein tørr svamp og vatn til saman blir noko meir enn summen av delane. Vi på NTNU er i forskingsfronten på korleis ein kan bruke nanopartiklar til å forandre protein gradvis, og tilføre det noko ekstra, seier Glomm.
Og det er her magien oppstår.
Heile kroppen vår er som kjent bygd opp av celler, der de forskjellige cellene har ulike namnelappar på seg. Ei nyrecelle ser annleis ut enn ei tarmcelle. Ei hjernecelle ser annleis ut enn ei muskelcelle. Desse namnelappane kan de ulike proteina lese.
Eitt av problema i kreftbehandling er at også friske celler vert drepne av cellegifta. Kreftceller liknar på friske celler, slik at proteina kan ha vanskar med å velje den sjuke cella. Men på namnelappen til ei kreftcelle står det at miljøet rundt kreftceller er litt surare enn elles, og at kreftcellene er meir porøse. Så viss ein manipulerer et protein med nanogull, slik at det kjenner att kreftcellene, og trenger inn i dei, opnar det for nye muligheiter:
Ein kan bruke dette til å frakte inn cellegift. Eller ein kan til og med bruke dei manipulerte proteina til å sprenge kreftcellene – utan at nokre av dei andre friske cellene vert ramma.
– Gullet er ein nøkkel for å opne celleveggene. Gull i kreftmedisin kan vere veldig effektivt, forklarer Glomm.
Men det er ikkje alt: Nanogullmedisinen kan også vere eit av morgondagens mirakel for pasientar med Alzheimers og Parkinsons.
– Hos pasientar med Alzheimers er problemet at proteina klistrar seg saman og dannar belegg. Dette belegget fører til dårlig overføring av signal frå hjernen. Når vi lagar bitte små klasar med gull inne i proteinet, vil proteina spreie seg utover og falde seg ut på nytt. Eitt av måla våre er å manipulere proteinet slik at det vil kunne kjenne att belegget, løyse det opp, kapsle det inn og transportere det ut av kroppen, seier Glomm.
Bier som forsøkskaniner
Nanogullmedisinen må evne å trengje godt inn i cellene i kroppen. Her testar ein forskar dette.
Foto: Ole Morten Melgård
Etter elleve år inne på lab’en er det endeleg klart for å teste korleis dei gullmanipulerte proteina fungerer på noko som er levande. Etter sommaren skal ein sverm med bier få æra av å vere dei første i verda som får prøve nanogullmedisin.
Dette blir eit samarbeidsprosjekt med Universitetet i Bergen og Universitetet for miljø- og biovitenskap.
– Bier kan vere gode forsøksdyr. Dei har et forholdsvis godt utvikla nervesystem, og er sensitive overfor ei rekke miljøfaktorar. Bier har også eit komplekst sosialt samfunn, slår Glomm fast.
Etter testing på bier må medisinen prøvast ut på andre dyr, og så til slutt på menneske. Det vil ta minst ti år frå no av til denne nanogullmedisinen eventuelt kan vere på marknaden, trur Glomm.
Forskarblues
Ettersom forskinga innimellom kan fortone seg både langdryg og einsformig, er det kanskje på sin plass å ha ein hobby der ein kan spille på mange strenger, og andre strenger. For 20 år sidan måtte Glomm ta stilling til kva for ein karriereveg han skulle ta. Valet var ekstremt: kjemikar eller musikar.
– Eg held framleis på med musikken på hobbybasis. Men eg har aldri angra på at eg valde kjemi. Målet er å lage morgondagens medisin, seier Glomm.
Men sjølv om både mål og meining er sterke nok til å halde ut år og dag inne på eit laboratorium, er ikkje kvardagen berre nanolyseraud. Eit av Glomms siste riff heiter nemleg «Basic Research Funding Blues».
