Det er normalt betydelig avstand mellom matematikere og biologer.

Men i et sjeldent samarbeid har en broket gruppe forskere fra Canada utviklet en matematisk datamodell som kan forutsi hvordan et virus kan drepe kreftceller.

– Ideen med modellen og laboratorieundersøkelsene var å se om vi kunne målrette viruset mot kreftcellene, sier danskfødte Mads Kærn, som er forsker ved institutt for systembiologi ved University of Ottawa.

Virusbehandling angriper kreften

– En datamodell kan brukes til å forutsi hva som vil skje nede i laboratoriet. Og denne modellen virket fantastisk godt, sier Mads Kærn.

Det er nemlig både dyrt og tidkrevende å manipulere viruset og gjennomføre undersøkelsene i laboratoriet.

Til eksperimentet brukte han og kollegene et rabiesvirus som de genmanipulerte på flere måter.

Lurer kroppens forsvar

Først og fremst skulle viruset være onkolytisk, det vil si at den skulle gå særlig etter kreftceller.

Deretter skulle den kunne lure cellenes naturlige forsvar mot virusangrep. Noen typer kreftceller har nemlig et ytterst effektivt forsvar, mens andre mangler det på grunn av mutasjoner.

Det problemet løste forskerne ved å utstyre viruset med en lokkedue i form av en reseptor som fanger inn kreftcellens signal til immunforsvaret om å bekjempe viruset.

Datamaskin hjalp med balansegang

Utfordringen for forskerne var å finne balansen mellom at viruset kunne angripe kreften uforstyrret, samtidig som at den ikke skulle skade de friske cellene.

Og her kom datamodellen inn i bildet.

Den kunne fortelle helt nøyaktig hvordan og hvor mye av viruset som skulle brukes.

– Modellen er faktisk forbausende enkel. Da vi først fikk ideen, tok det ikke mer enn et par uker å utvikle den, sier Kærn.

Flere typer virus skal testes

Da viruset først fikk fatt i kreftcellene i musene, spredte det seg effektivt fordi kreftceller deler seg langt raskere enn friske celler. Resultatet, som nettopp er publisert i Nature Communications, var at svulstene krympet inn.

Det forskes generelt mye på hvordan virus kan brukes i behandling av kreft, og noen typer virus blir allerede testet på mennesker.

– Jeg håper det kommer noe konkret ut av denne metoden. Nå skal vi prøve med andre kreftceller enn disse tarmkrefttypene som musene fikk, for det er mange forskjellige typer. Vi skal undersøke om modellen er generell nok til å beskrive samspillet mellom andre slags virus og kreftceller, sier Kærn.

Kommunikasjonen var en utfordring

Prosjektet er spesielt fordi det involverer forskere fra mange forskjellige fagfelt. Det var både matematikere, biologer og mikrobiologer med.

Noen arbeidet i laboratoriet, mens andre satt ved datamaskinen og utviklet de matematiske modellene.

– Det var noen ganger vanskelig å kommunisere fordi forskere har forskjellige måter å arbeide på. Dette er et bevis på at dette tverrfaglige samarbeidet er mulig, hvis man bare får skapt kontakten, sier Kærn.

Matematisk modell styrker prosjektet

Vi har lagt fram resultatene for Niels Heegaard, som er overlege og sjef ved Statens Serum instituts avdeling for Klinisk Biokemi, Immunologi og Genetik. Han mener at denne typen behandling kan ha potensial.

– Det fine med arbeidet er blant annet at både modellering og eksperimenter er med og bekrefter hverandre, sier Heegaard.

Selv om eksperimenter og behandling med virus må gjøres forsiktig, bør man ikke være bekymret for om viruset utvikler seg og gjør folk syke, forteller han.  Det er nemlig genmanipulert til å gjøre noe annet.

– Men det er lang vei å gå, for det bare blitt testet i en dyremodell med én type virus overfor én type kreft, sier han.

Referanse:

«Model-based rational design of an oncolytic virus with improved therapeutic potential», Nature Communications (2013), DOI: 10.1038

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.