I mange tiår har bakterier tjent samfunnet ved å produsere antibiotika – kjemiske forbindelser som kurerer infeksjonssykdommer.

Men mange mikroorganismer i naturen bærer kanskje oppskriften på framtidas medisiner med seg i sitt genmateriale, uten å ha «skrudd på» denne delen av arveanleggene.

Nå er bioteknologer ved Sintef og NTNU i gang med å utvikle teknologi som skal gjøre det lettere å finne og utnytte disse skjulte og ubrukte medisinfabrikkene i bakterier fra naturlige miljøer. Jakten vil bli konsentrert om bakterier fra havet.

– Målet vårt er å finne nye produserbare stoffer som kan drepe for eksempel kreftceller eller antibiotikaresistente bakterier. Teknologien vi utvikler, vil korte ned letetiden og effektivisere produksjonen av slike stoffer, sier seniorforsker Alexander Wentzel i Sintef.

Ubrukt arvemateriale i fokus

Mikroorganismer er en gruppebetegnelse som omfatter bakterier, sopp og gjær. Bakterier er så små at opptil flere milliarder av dem kan få plass i en milliliter flytende føde.

Da verden oppdaget mikroorganismer som kunne lage infeksjonshemmende stoffer, sto de naturlige egenskapene til organismene i fokus. De utvalgte organismene ble satt til kultivering.

I dyrkingsskålene produserte de isolerbare kjemiske forbindelser som de hadde brukt til å slåss mot andre mikroorganismer i naturens matfat. Dette ble starten på verdens antibiotikaproduksjon.

• Les også: Antibiotika fra kakerlakkhjerner

Men i håp om å utvikle nye kreftmedisiner og antibiotika som virker på resistente bakterier, har forskere og farmasiindustri nå begynt å interessere også seg for det arvestoffet i bakterier som ikke er aktivert når de dyrkes i laboratoriet.

– «Avskrudde» gener hos mikroorganismer kan utnyttes til å lage nyttige stoffer som i dag er helt ukjente. Men til nå har det vært tidkrevende å sirkle inn slikt arvestoff. Forskningsverdenen har vært henvist til å lete i et lite antall gener av gangen. Det er her teknologien vår kan hjelpe, sier Wentzel.

Jakt i mange prøver samtidig

Teknologien vil ifølge Wentzel gjøre det mulig å lete etter nyttige stoffer i et høyt antall prøver samtidig. I tillegg vil den gi en produksjon som er høy nok til at det går an å vurdere stoffenes potensial til å bli framtidige produkter.

Enkelt forklart skal forskerne «klippe ut» arvestoff fra et stort antall ulike mikroorganismer. DNA-et skal deretter overføres til dyrkbare bakterier – organismer med egenskaper som forskerne på forhånd har vært inne og endret. Endringene skal gjøre det mulig for disse organismene å «slå på» produksjon av nye stoffer som ikke kan produseres i den mikroorganismen DNA-et ble hentet fra.

Ved hjelp av systembiologi og syntetisk biologi vil forskerne utvikle slike mikroorganismer. Kulturer av disse vil bli satt til å produsere små testkvanta av alle de mulige produktene – og til å masseprodusere vinnerstoffene.        

Ikke-dyrkbare organismer inn i varmen

All medisin som har sitt utspring i mikroorganismer, har til nå stammet fra organismer som lar seg dyrke.

– Men bortimot 99 prosent av mikroorganismene i naturen lar seg ikke dyrke på laboratoriet. Målet for prosjektet vårt er at vi etter hvert skal kunne utnytte arveanlegg også fra disse organismene i produktjakten vår, sier Wentzel.

• Bakgrunn: Slik virker antibiotika

Ifølge forskeren er sannsynligheten stor for at det i denne store gruppen av mikroorganismer finnes avskrudde arveanlegg som kan produsere kjemikalier med til nå helt ukjent oppbygning og aktivitet.

– Det er ikke minst derfor at dette prosjektet er så spennende. Kanskje finner vi medisiner som kan bety forskjellen på liv og død for et stort antall framtidige pasienter, sier Wentzel.