Menneskeligt protein fremstillet i dyreceller sparer donorblod

torsdag 28 mar 19

Kontakt

Bjørn Gunnar Voldborg
Director of CHO Cell Line Development
DTU Biosustain
21 12 61 91

Forskere fra DTU Biosustain kan nu producere et vigtigt blodprotein i specialdesignede hamsterceller, og det åbner for bedre behandling af en genetisk sygdom, som i dag kræver store mængder donorblod.

En gruppe forskere fra The Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainability (DTU Biosustain) har fundet en måde at producere et menneskeligt protein i hamster-ovarieceller (CHO), så det ligner den menneskelige udgave. Det har de gjort ved avanceret celledesign og genteknologi. Proteinet hedder Alpha-1-antitrypsin og er en vigtig brik i behandlingen af en genetisk sygdom.

"Vi er helt sikre på, at vi kan forbedre udbyttet endnu mere, hvilket vil gøre dette produkt kommercielt interessant for farmaindustrien," siger Bjørn Voldborg, direktør for CHO Cell Line Development ved DTU Biosustain.

Behandling kræver blod fra 900 donorer 
Alpha-1-antitrypsin (AAT) er et protein produceret af leveren. Proteinet bliver udskilt til blodstrømmen, hvor det cirkulerer rundt i kroppen for at beskytte lungerne. Nogle mennesker er født med en genetisk sygdom, der forhindrer produktionen af proteinet. Patienterne lider typisk af nedsat lungefunktion, leversygdomme og åndenød.

I USA og andre lande behandles sygdommen i øjeblikket med blod fra donorer, og patienter skal have indsprøjtninger med oprenset protein på ugentlig basis. For at opnå en enkelt dosis kræves der blod fra ca. 900 donorer.

”Den nuværende produktion af Alpha-1-antitrypsin fra blod kræver en konstant og stor forsyning af blod fra donorer. Med et alternativ fra CHO-celler kan man både formulere produktet, koncentrere proteinet, rense det og undgå afhængighed af bloddonorer – det betyder, at man vil opnå forsyningssikkerhed,” siger Bjørn Voldborg.

"Vi er helt sikre på, at vi kan forbedre udbyttet endnu mere, hvilket vil gøre dette produkt kommercielt interessant for farmaindustrien."
Bjørn Voldborg

I Danmark fødes der ifølge patientforeningen Alfa-1 hvert år ca. 30 børn med sygdommen, og 700 har i øjeblikket diagnosen. Ifølge Lungeforeningen anbefaler Sundhedsstyrelsen dog ikke behandling med AAT-præparater, så markedet er primært uden for Danmarks grænser.

Biologiske fabrikker
CHO-celler er en af de mest udbredte cellelinjer til produktion af menneskelige proteiner til medicin. Proteinets sukkerprofil - den såkaldte glykosyleringsprofil - er dog helt anderledes end den menneskelige udgave, når man fremstiller det i CHO. Den anderledes sukkerprofil gør AAT ineffektivt i menneskekroppen.

Ved at tilføje et menneskeligt gen til CHO-cellernes arvemasse og fjerne flere CHO-gener fik forskerne dog omkodet cellerne til kun at forsyne proteinet med de ønskede sukkerstrukturer. Det betød, at hamstercellerne nu kan producere over 1,2 gram protein pr. liter dyrket ’celle-suppe’. Denne mængde gør det muligt at producere AAT i en størrelsesorden, så der ikke er behov for donorblod til behandling af sygdommen i fremtiden.

I dag producerer CHO-celler med det bedste udbytte ca. 10-12 g/L monoklonale antistoffer til f.eks. kræftbehandling. Den cellelinie, som forskerne har optimeret til AAT-produktion, producerer altså kun ca. 10 procent af dette maksimum. Et af de næste skridt er derfor at forbedre udbyttet endnu mere.

Store perspektiver
AAT bliver nedbrudt ret hurtigt i kroppen. Fremadrettet vil forskerne derfor forsøge at gøre proteinet mere stabilt, så patienterne skal have færre indsprøjtninger. Denne nye viden om protein-sukkerstoffer (glykosyleringsprofiler) giver mulighed for at optimere medicinske proteiner for at forbedre deres stabilitet og funktion.

"Vores håb er at optimere stabiliteten og blive så gode til at designe glykaner, at forskere og virksomheder kan bestille glykanstrukturer på mange andre proteiner fra os. Dette vil fremskynde produktionen af nye glycosylerede proteiner til terapeutisk brug," siger Bjørn Voldborg.

Flere farmavirksomheder har allerede vist interesse for denne forskning. Forskningen er offentliggjort i Metabolic Engineering.

Alpha1-antitrypsinmangel

Alpha1-antitrypsinmangel (AATD) er en genetisk sygdom, der rammer cirka 1 ud af 3000-5000 mennesker ifølge Medscape. Nogle læger mener dog, at der forekommer en relativt stor underdiagnosticering af sygdommen, fordi man let kan forveksle AATD med lungesygdommen KOL. Korrekt diagnosticering kræver omfattende test af niveauet af Alpha1-antitrypsin i blodet for at detektere denne mangel.

I 2011 blev tre produkter til AATD-behandling godkendt af den amerikanske lægemiddelmyndighed, FDA. "Augmentation Therapy" er godkendt i EU, men den er kun tilgængelig i nogle få medlemsstater som Tyskland (siden 1989), Østrig, Frankrig, Italien, Spanien og Portugal.

Relaterede Videoer  

Vis flere