Kronikk: På jakt etter nåla i Barentshavet

På MabCent-senteret gjelder det å finne så mange nåler i høystakken som mulig, det vil si marine organismer i Barentshavet som har potensiale på ulike markeder. Her oppsummerer Trond Jørgensen status ved utgangen av 2009.

Published

2009 - Verdt en kronikk?

forskning.no har invitert inn en rekke fagpersoner til å oppsummere forskningsåret 2009 på sitt fagfelt i en kronikk.

MabCent-SFI er et bioprospekteringssenter ved Universitetet i Tromsø, og er det eneste senteret for forskningsdrevet innovasjon (SFI) innen fagfeltet ”marin bioprospektering”.

Det foreligger imidlertid mange definisjoner på bioprospektering, men kan i hovedsak beskrives som en ”målrettet leting etter bioaktive stoffer/komponenter hos organismer og som har en biologisk aktivitet(er) med muligheter for kommersiell anvendelse”.

Dersom en legger til ”marin” foran bioprospektering, fokuseres det selvfølgelig på marine organismer innen denne letingen.

Sagt på en litt annen måte så gjelder det å finne ”nåla i høystakken” eller så mange nåler som mulig i det som måtte være av aktuelle organismer i Barentshavet.

MabCent-SFI fokuserer spesielt på bioaktive forbindelser fra marine (arktiske) kuldetilpassende organismer, det være seg bakterier, alger og bunndyr.

Denne formen for forskning / leting er en meget sammensatt øvelse hvor flere fagdisipliner må arbeide sammen. Dette omhandler marinbiologer som ivaretar innsamling og artsbestemmelse, mikrobiologer, molekylærbiologer, kjemikere og ikke minst forskere innen en rekke medisinske disipliner.

Hensikten er å frambringe bioaktive stoffer med potensial innen markeder som forskning, industri diagnostilkk og legemidler.

Bakterier, alger og bunndyr

Mesteparten av de organismene (bakterier, alger og bunndyr) som inngår i MabCents analyser samles inn av den marine biobanken Marbank, i tillegg til at MabCent også har en egen innsamlingsaktivitet. Innsamlingen foregår stort sett i nordnorske farvann samt aksen Nord Norge – Svalbard, i tillegg til områdene rundt Hopen og Bjørnøya. Dette er en aktivitet som på en god måte er koordinert med en rekke andre tokt aktiviteter ved Universitetet i Tromsø (UiT), Havforskningsinstituttets Mareano prosjekt etc.

MabCent-SFI startet våren 2007 og har således vært operativ i snart tre år. Selvfølgelig tok det sin tid å få ansatt gode fagfolk til å fylle jobbene med å etablere alle de analysemetodene som var planlagt (ca 30!) og den nødvendige infrastrukturen (roboter etc.) som krevdes for gjennomføringen av denne ”screeningen”.

MabCent-SFI har som hovedområder å analysere / screene etter stoffer som dreper / hemmer kreftceller, bakterier, utvikling av diabetes II, i tillegg til molekyler som enten stimulerer eller hemmer immunsystemet, samt diverse enzymer og anti-oxidanter.

Selve screeningsaktiviteten ivaretas av en tildels robotisert analyseplattform; Marbio ved UiT, som har en instrumentering, bemanning og analysekapasitet innen alle de bioprospekteringsoppgavene som inngår i MabCent. Heldigvis, får en si, så ble det meste av Marbio plattformen etablert ved UiT i forkant av MabCent, noe som forkortet oppstartingen av sentrets aktiviteter betraktelig.

150 organismer analysert

Organismene tas fra en rekke havdyp og lokaliteter og bakterier samles inn både fra selve bunndyrene samt fra sjøvann og sedimenter helt ned til 2500 meter. Apropos bakterier så er det karakterisert flere hundre dyrkbare arter, i tillegg til at bakterielle gener fra de marine lokalitetene / organismene overføres til E. coli bakterier og som uttrykker de produktene som opprinnelig produseres av de marine bakteriene (metagenomer).

Denne arbeidsmåten sikrer oss et langt større omfang av marine bakterielle komponenter / proteiner da det kun er cirka 1 prosent av de marine bakteriene som lar seg dyrke i laboratoriet.

Til nå (utgangen av 2009) er ca 150 av de marine organismene analysert i de ca 30 analysemetodene som MabCent anvender, og forskerne finner en rekke bioaktive komponenter innen samtlige av de metodene som er i bruk.

Utfordringen videre er å isolere samt karakterisere de mest lovende bioaktive molekylene mht. oppbygning / struktur og andre kjemiske egenskaper. De første molekylene er allerede strukturbestemt og en av de fire kommersielle partnerne til MabCent-SFI er nå i gang med patentering av molekyler som dreper kreftceller, samt har en antibakteriell aktivitet.

De første mekanismestudiene (for eksempel hvordan molekylene dreper kreftcellene) er også i gang, samt at de innledende forsøkene med å lage molekylene syntetisk har startet.

Kompetanse og samarbeid

For å ivareta disse FoU oppgavene har Universitetet i Tromsø opprettet en egen teknologiplattform (Smallstruct) som er utstyrt med en infrastruktur og kompetanse til å kunne løse MabCents behov for strukturoppklaring av småmolekyler innen gruppen ”sekundære metabolitter”.

I tillegg anvender MabCent FUGE-plattformen NorStruct til å ta seg av de strukturelle utfordringene som er knyttet til proteiner. Den siste molekylgruppen omfatter i det vesentligste MabCents aktivitet innen marine enzymer.

Dette er et område som forskergruppen tilknyttet NorStruct har fokusert på i ca 25 år, så kompetansen her må karakteriseres som ganske dekkende. I tillegg til disse to strukturplattformene ved UiT, er det også etablert et internasjonal samarbeid med fokus på strukturoppklaring og kjemiske syntese av de bioaktive metabolittene.

MabCent-SFI har fire kommersielle samarbeidspartnere og som har definerte interesseområder innen de bioaktivitetene som det letes etter. Det er selvfølgelig en egen utfordring å fordele ressursene slik at alle de fire partnerne føler at de får et godt utbytte av den innsatsen som legges inn i senteret.

Det er også en del av denne ”fordelingen” at MabCents forskere pleier en god faglig kontakt med partnernes egne forskere, da dette samarbeidet inngår som en del av partnerens egenfinansiering av bidraget til MabCent. Den faglige kommunikasjonen som skjer mellom sentrets og partnernes forskere er av stor betydning for driften av senteret, og samtlige partnere er representert i ett eller flere av sentrets faglige tematiske grupper (9 stk). Disse møtes 5-6 ganger per år.

Optimisme

Det er spesielt i disse foraene den faglige debatten foregår, i tillegg til at MabCent arrangerer en årlig work-shop (MabCent Science Days), der samtlige (ca 60 stk) som er involvert i MabCents mangfoldige aktiviteter deltar sammen med sentrets styremedlemmer og sentrets internasjonale ”Scientific Advisory Board”.

Kort oppsummert så følger MabCent-SFI de planene og aktivitetene som ble trukket opp i den opprinnelige søknaden til Norges forskningsråd. Alle forskere, infrastruktur og analyser er på plass og i full drift, og de arktiske organismene ”leverer” biomolekyler i et slikt omfang at utfordringen i fortsettelsen blir å få isolert samt karakterisert alle de molekylene / strukturene som skjuler seg bak disse aktivitetene.

Prosessen videre blir optimalisering og modifikasjon av forbindelsene fram mot såkalte ”lead compounds”, og veien fram mot bioteknologiske produkter / applikasjoner og eventuelle legemidler er fortsatt kronglete, tidkrevende og ikke minst kostbar i mange tilfeller.

Men det må være lov til å være optimist på sentrets vegne ved å kunne påstå at vi allerede etter et par års drift – er på god vei.