Vil bekjempe kreft med lys

En intens lysstråle slipper giftstoffene løs i slumrende kreftstamceller.
13.5 2013 05:00


Monica Bostad og Pål Selbo studerer kreftceller i petriskåler på Senter for forskningsdrevet innovasjon ved Radiumhospitalet.

- Tre, to, en, null!

Pål Selbo teller ned, og Monica Bostad trykker ned en bryter. Laboratoriet på Radiumhospitalet bader i blålys.

Lys mot kreftstamceller

Strålene skjærer gjennom petriskåler med kreftceller på glassbordet. Cellene får sin dose i tilmålte sekunder.

Men strålene er ikke av det slaget som vanligvis brukes i strålebehandling her på Radiumhospitalet.

Radium og lignende stoffer sender ut radioaktive stråler, som dreper kreftsvulster. Bostad og Selbo bruker heller vanlige lysstråler.

Det blå lyset er ikke farlig i seg selv. Men metoden de har utviklet, lar lyset frigjøre sterke giftstoffer.  Giftstoffene kan drepe en bestemt type motstandsdyktige kreftceller, kalt kreftstamceller.

Den spesielle lysterapien kalles fotokjemisk internalisering, på engelsk photochemical internalization, PCI.

Den ble utviklet i 1995 av professor Kristian Berg. Han leder idag forskergruppen der Selbo og Bostad arbeider.

Historien om PCI er en historie om samarbeid mellom forskere og industri. Pål Selbo er cellebiolog og seniorforsker, tilknyttet Radiumhospitalet og firmaet PCI Biotech. Monica Bostad er farmasøyt og doktorgradstipendiat.

Såpeurt

Men historien om lysterapien kan like gjerne begynne mye tidligere, i norsk middelalder, med en tradisjonsrik urteplante: Såpeurt.

Såpeurt kom trolig til Norge med munker sørfra, og ble dyrket i klosterhager. Navnet såpeurt avslører hva planten ble brukt til:  Blad og røtter ble kokt til et mildt såpevann.

Avkoket ble også brukt som medisin, mot alt fra bronkitt og forstoppelse til syfilis.

Men Bostad og Selbo er ikke interessert i de mildt irriterende egenskapene til stoffer som finnes i røtter og blader. Stoffet de bruker, finnes i frøene til såpeurten.

Det heter saporin, og er ikke til å spøke med. Det er ett av de sterkeste giftstoffene vi kjenner.

I slekt med ricin

Saporin er i slekt med ricin, giftstoffet som har spilt sin uhyggelige rolle i storpolitikken mer enn en gang. KGB-agenter brukte det til å drepe avhoppere. President Obama har fått det i konvolutter med anonym avsender.

Ricin gjør sin dødelige jobb inne i cellene. Giftstoffet angriper ribosomene, cellens proteinfabrikker. Dermed stanser stoffskiftet i cellen. Den dør.

Saporin virker på samme måte.  Men saporin trenger hjelp for å komme inn i kreftstamcellen. Det er her Bostad og Selbo trår til med sin metode.

Inn bak fiendens linjer

(Animasjon: Per Byhring/forskning.no)

De måtte finne en vei inn forbi cellemembranen, som omgir cellen. Den fungerer som en slags portvakt, som slipper utvalgte stoffer ut og inn. Ellers kunne jo ikke cellen tatt til seg næring og skilt ut avfallsstoffer.

Hvordan kan portvakten lures til å slippe inn giftstoffet saporin? Ved å koble saporin til et antistoff. 

Antistoffet med saporin binder seg til en mottaker på membranet, et protein som kalles CD133.

Dette proteinet finnes det spesielt mye av på den typen farlige kreftstamceller som de vil bekjempe.

CD133 fungerer som en luke inn forbi portvakten, gjennom membranet. Dermed slipper saporinet inn i cellen, som en hemmelig agent bak fiendens linjer.

Fanget i endosomet

Men den hemmelige agenten blir straks tatt hånd om. Den blir innkapslet i et endosom. Endosomet frakter fremmedlegemer fra cellemembranen til lysosomene. De er cellens anlegg for søppeldestruksjon.

Med andre ord: Agenten saporin er i alvorlig trøbbel. Han må komme seg fri fra endosomet.

Heldigvis har Bostad og Selbo kontakter i akademia og industri som ikke står tilbake for gode gamle Q fra James Bond-filmene i høyteknologisk oppfinnsomhet.

Sammen med forskerne har firmaet PCI Biotech utviklet et våpen for agenten saporin og andre legemidler som fanges opp i endosomene.

Sprenger lysosomet

Det heter Amphinex. Våpenet kalles et fotosensibiliserende stoff. Det reagerer på lys.

Det fotosensibiliserende stoffet Amphinex blir med saporin inn i cellen. Det fester seg til veggene på endosomet og lysosomet, omtrent som sprengladninger på fiendens ubåter i cellevæsken.

Nå gjelder det å utløse sprengladningene. Det gjøres ikke av agenten selv. Det fotosensibiliserende stoffet Amphinex går av når det treffes av lysstrålene til Bostad og Selbo.

Dødsdømt kreftstamcelle

Sprengstoffet er oksygen. Når lysstrålene treffer, omdannes det av Amphinex til reaktive oksygenforbindelser.

Til daglig tenker vi på oksygen som et livgivende stoff.  Men oksygen er et tveegget kjemisk sverd. Reaktive oksygenforbindelser reagerer lett med andre stoffer, og kan noen ganger ødelegge dem.

Slik virker de også inne i cellene. De river i stykker veggene til endosomet og lysosomet.

Agent saporin er fri, og kan gå til aksjon mot ribosomene. Proteinsyntesen stanser. Kreftstamcellen er dødsdømt.

Fra glass til levende live


Pål Selbo studerer levende kreftceller i mikroskop. Rød farge indikerer at det fotosensibiliserende stoffet er aktivert.

Pål Selbo sitter foran et kraftig mikroskop. På objektglasset ligger levende kreftceller. De er tilsatt et stoff som gløder grønt under det blå lyset.

Noen steder lyser det opp i rødt. Det er steder hvor det fotosensibiliserende stoffer er aktivert. Selbo har tilbragt utallige timer her foran mikroskopet.

Metoden han og kollegene hans har utviklet for målrettet drap av kreftstamceller, er foreløpig bare demonstrert i cellekulturer i glassskåler - det forskerne kaller in vitro, i glass.

Neste skritt er å vise at denne metoden kan brukes på laboratoriemus - in vivo, i live.

Flere kan overleve

Veien er ennå lang fram til behandling av mennesker. Kreftstamceller med CD133 finnes blant annet i kreft i tykktarmen, leveren, eggstokkene, bukspyttkjertelen og hjernen.

Kreftstamceller er veldig motstandsdyktige. Akkurat som normale stamceller, har de mange forsvarsverk mot ytre angrep.

Kreftstamcellene kan overleve strålebehandling eller cellegift. Noen få kreftstamceller er nok til å gi mange kreftceller, slik at kreften sprer seg. Derfor er det så viktig å bekjempe dem.

Siden PCI-metoden virker mot kreftstamceller, er den så løfterik. Hvis Bostad, Selbo og kollegene deres lykkes, vil overlevelsesprosenten for flere kreftformer kunne bli adskillig høyere.

Artikkelen er oppdatert 13.5.13 kl. 08:30

Referanse:

Monica Bostad, Kristian Berg, Anders Høgset, Ellen Skarpen, Harald Stenmark, Pål K. Selbo: Photochemical internalization (PCI) of immunotoxins targeting CD133 is specific 2 and highly potent at femtomolar levels in cells with cancer stem cell properties, Journal of Controlled Release, Vol. 168, Issue 3, pp. 317-32, 6. april 2013

forskning.no ønsker en åpen og saklig debatt. Vi forbeholder oss retten til å fjerne innlegg. Du må bruke ditt fulle navn. Vis regler

Regler for leserkommentarer på forskning.no:

  1. Diskuter sak, ikke person. Det er ikke tillatt å trakassere navngitte personer eller andre debattanter.
  2. Rasistiske og andre diskriminerende innlegg vil bli fjernet.
  3. Vi anbefaler at du skriver kort.
  4. forskning.no har redaktøraransvar for alt som publiseres, men den enkelte kommentator er også personlig ansvarlig for innholdet i innlegget.
  5. Publisering av opphavsrettsbeskyttet materiale er ikke tillatt. Du kan sitere korte utdrag av andre tekster eller artikler, men husk kildehenvisning.
  6. Alle innlegg blir kontrollert etter at de er lagt inn.
  7. Du kan selv melde inn innlegg som du mener er upassende.
  8. Du må bruke fullt navn. Anonyme innlegg vil bli slettet.

Annonse

PCI-metoden

PCI-metoden (photochemical internalization)  ble oppfunnet i 1995 av den norske forskeren Kristian Berg.
Kristian Berg er i dag professor ved Seksjon for strålingsbiologi, Institutt for kreftforskning på Senter for forskningsdrevet innovasjon.

Pål Selbo og Monica Bostad arbeider i hans forskningsgruppe.

Metoden og det fotosensibiliserende stoffet Amphinex kan også brukes i andre sammenhenger enn beskrevet i denne artikkelen.

Blant annet har forskergruppen vist med museforsøk at PCI kan frigjøre et antibiotikum, bleomycin, som også bekjemper kreftceller.

Denne metoden er nå under utprøving i et Fase II-studium på fem anerkjente kreftsykehus i Europa.

Forskningen som er beskrevet i artikkelen, er finansiert av Forskningsrådet, Kreftforeningen og Radiumhospitalets forskningsstiftelse.