I vanlig jäst (bilderna till vänster), utsöndringen av proteiner hämmas av skadliga reaktiva syrearter (ROS) som genereras av jästen. Den nedre bilden visar dessa som fluorescerande områden, som tyder på cellskador. I den modifierade jästen (höger) förbättras proteinproduktionen. Kredit:Mingtao Huang/Chalmers
Det tog flera år, men ett forskarlag under ledning av professor Jens Nielsen vid Chalmers tekniska högskola har äntligen lyckats kartlägga jästcellers komplexa ämnesomsättning. Genombrottet, nyligen publicerad i en artikel i Naturkommunikation , innebär ett stort steg framåt i potentialen att mer effektivt producera proteinterapier för sjukdomar som cancer.
Marknaden för läkemedel som efterliknar kroppens egna proteiner – proteinbaserade läkemedel – exploderar. Vissa av dem är relativt enkla att tillverka i jästbaserade cellfabriker. Insulin och HPV-vaccin är två exempel som redan är under produktion, men andra terapier, såsom antikroppar mot olika former av cancer, är betydligt svårare att tillverka.
"De tillverkas för närvarande med hjälp av en cellfabrik baserad på en enda cell från en kinesisk hamster. Det är en extremt dyr process. Om vi kan få jästceller att göra samma sak, det blir betydligt billigare – kanske 10 % av vad det kostar idag. Vår vision är att så småningom kunna massproducera och förse hela världen med terapier som är för dyra för många länder idag, säger Jens Nielsen, professor i systembiologi.
I samarbete med docent Dina Petrovic och Mathias Uhléns forskargrupp vid Kungliga Tekniska Högskolan i Stockholm, Jens Nielsen har kartlagt den komplexa metabolismen av jästceller i fyra år.
"Vi har studerat metabolismen av en jäst som vi redan vet är en bra proteinproducent. Och vi hittade mekanismerna som kan användas för att göra processen ännu mer effektiv. Nästa steg är att bevisa att vi faktiskt kan producera antikroppar i sådana mängder att kostnaderna minskar."
Diskussionen har främst handlat om cancer, men det finns många andra sjukdomar, till exempel Alzheimers, diabetes och MS, som potentiellt skulle kunna behandlas med jästbaserade proteinterapier. Hur avlägsen framtid pratar vi om?
"Vår del av processen är snabb, men läkemedel tar alltid lång tid att utveckla. Det kan vara en möjlighet om fem år, men borde absolut finnas på marknaden om tio, säger Nielsen.
Jens Nielsen har skapat rubriker de senaste månaderna. Förutom hans publicering i Naturkommunikation , han har nyligen mottagit tre prestigefyllda priser.
Den 31 oktober fick han världens största pris för innovation inom alternativa bränslen för transporter – Eric och Sheila Samsons statsministerpris, i Israel. Alternativa bränslen? Ja, vanlig gammal jäst kan användas till mycket, och Nielsens pris var för hans bidrag till processer för framställning av kolväten från jäst, som kommer att främja nya biobränslen. Tidigare i oktober fick han det prestigefyllda Energy Frontiers Award från det italienska oljebolaget Eni för samma typ av forskning. Och bara en vecka innan han reste till Israel, han tilldelades Kungliga Ingenjörsvetenskapsakademien (IVA) guldmedalj för innovativ och kreativ forskning inom systembiologi.
"Jäst är ett superbt modelleringssystem. Nästan allt i jäst finns också hos människor. Vi har kompletta datormodeller av jästs metabolism, och vi använder samma typ av modeller för att studera mänsklig metabolism, " förklarade Nielsen när han fick IVA-priset.