Foto: Jonas Carlsen

Mange medisiner vi bruker i dag har sitt opphav i naturen. Eksempler på legemidler som har blitt oppdaget fra naturlige organismer inkluderer for eksempel taksol fra stillehavsbarlind brukt i kreftbehandling, morfin fra opiumsvalmuen til bedøvelse og penicillin fra muggsopper. Faktisk kommer mer enn halvparten av antibiotikaene vi bruker i dag fra naturen. Det samme gjelder mer enn 60 prosent av medisinene vi bruker mot kreft.

Å søke i naturen etter nyttige forbindelser (stoffer), kalles bioprospektering. Forskerne jobber kontinuerlig med å lete etter nye verdifulle stoffer og medisiner. 

Tradisjonelt har mye av denne letingen tatt utgangspunkt i det som finnes på landjorda, men i senere tid har flere fått øynene opp for havet: Havet er nemlig fremdeles en skattkiste av uutforskede organismer som kan gi oss nye legemidler.

Flere bruksområder

Så langt har forskerne bare rukket å undersøke et lite antall mikroalger, og forskjellene mellom artene er store. I tillegg finnes det flere ulike varianter — eller stammer — av samme art, avhengig av hvilket miljø de kommer fra. Potensialet er enormt. Det kan fortsatt finnes mange ukjente forbindelser i mikroalgene, kanskje med egenskaper som kan få stor betydning for alt fra medisin til industri.

– Mikroalger varierer mye mellom artene, og det gjør dem interessante, bekrefter NIBIO-forsker Kari Skjånes som er ekspert på mikroalgeteknologi.

Ifølge Skjånes er disse forskjellene særlig store mellom stammer med ulik geografisk tilhørighet.

– Mikroalger med samme navn kan leve helt forskjellige steder som i Arktis eller i Oslofjorden, noe som fører til at de får forskjellige egenskaper. Alger som er tilpasset kaldt klima og høy lysintensitet, har utviklet ulike måter å håndtere denne typen stress på.

Kulde er spesielt interessant fordi det ikke nødvendigvis påvirker de fysiske prosessene slik som lysabsorbsjon (evnen til å ta opp lys), men de biokjemiske prosessene går langsommere ved lave temperaturer, og det fører til mer stress, forklarer hun.
 

– Algene har tilpasset seg dette, og uten disse beskyttelsesmekanismene ville de ikke overlevd i Arktis. Stresset kan gjøre at algene produserer andre stoffer, eller forskjellige mengder av stoffer, som kan ha en positiv effekt på helsen og som kan være nyttige og viktige å oppdage og bruke.

Så langt er imidlertid ingen slike stoffer i vanlig bruk som legemiddel, men noen få har kommet så langt i prosessen at de har blitt testet på mennesker, opplyser NIBIO-forskeren.

Har lett siden 2013

Skomedal forteller at arbeidet ved NIBIO med å lete etter krefthemmende stoffer i mikroalger tok til i 2013.

– Min bakgrunn er som cellebiolog, og jeg har tidligere jobbet med kreftforskning. Jeg kom tilfeldig i kontakt med forsker Stig Borgvang ved NIBIO, og sammen med Kari Skjånes begynte vi å undersøke hva som hemmer spredning av kreft og vekst av kreftceller av ulike slag.

– Det som er spesielt interessant, er at mikroalgene forskerne bruker har opprinnelse i ekstreme miljøer – for eksempel områder med mye lys og  kulde.

For å overleve der har de utviklet beskyttelsesmekanismer, blant annet ved å produsere sekundærmetabolitter.

Tester på ulike celler

Forskerne tester stoffer fra mikroalger på ulike typer kreftceller fra mennesker for å finne ut om stoffene kan bremse celleveksten eller endre hvordan cellene jobber. De prøver også ut forskjellige doser for å se hva som gir best effekt.

– Men noen av disse metabolittene ser ut til å ha spesifikke virkninger, særlig på kreftceller. Mange stoffer er giftige for alle typer celler, men vi tester både kreftceller og normale celler for å finne ut hvilke som er selektive.

Skomedal påpeker at det er et langt sprang fra mikroalger og cellelinjer til mennesker.
 

Har gjort funn

Hun forklarer at en tilnærming er å se direkte på effekten i celler, men det finnes også mer målrettede metoder – som å lete etter forbindelser som hemmer nøkkelproteiner i cellevekst.

– En kreftsvulst består av celler som vokser på feil sted, til feil tid, eller celler som ikke dør som de skal. Denne veksten styres nøye i friske celler, og vi prøver å identifisere stoffer som kan påvirke denne reguleringen.

– Mikroalger er en spennende kilde også fordi de produserer sekundærmetabolitter vi kanskje ikke har tenkt på før – eller kombinasjoner av stoffer som sammen gir en effekt. Dette gir nye muligheter for å oppdage bioaktive forbindelser, sier Skomedal.

– Men vi vet ennå ikke om dette skyldes nye eller kjente stoffer, og vi må finne ut akkurat hva som virker. Dette må vi finne ut mer om.

– Vi tror ikke på et universalmiddel mot kreft. Men kanskje kan vi finne stoffer som virker mot enkelte krefttyper – eller som har virushemmende effekt. Slike funn kan ha stort potensial, men det er fortsatt tidlig i forskningen.

Hun trekker fram et eksempel: viruset som kan føre til livmorhalskreft. Det finnes mange varianter av dette viruset, og derfor er det krevende å dokumentere effekter som er brede nok til å ha medisinsk verdi.

– Vi har observert denne effekten én gang, men vitenskapen krever at slike resultater kan reproduseres. Det er vi ennå ikke sikre på at vi kan gjøre – og både dyrking og analyser er ressurskrevende, påpeker Skomedal.

Begynnelsen på prosessen

Skjånes bekrefter at ingenting er sikkert før mange tester er gjennomført.

–  De første testene gjøres på cellelinjer på lab, og deretter går man videre til dyreforsøk. Dette tar mange år. Når man har fått positive resultater fra dyreforsøk, vil man kunne kartlegge bivirkninger, hvor stor effekten er i en organisme, og så videre. Når disse tingene er kartlagt, kan man muligens få godkjenning til å bruke stoffene på mennesker. Dette er en lang prosess som kan ta 10-15 år.

Når vi kommer til uttesting og dyreforsøk, vil de kommersielle aktørene ta over, påpeker hun.

Samarbeid og kjemisk analyse

Ifølge Skomedal har forskerne siste årene tilknyttet seg flere ressurspersoner i teamet rundt forskningen på mikroalger bl.a. med kjemiker Olav Kvalheim, tidligere kjemiprofessor ved Universitetet i Bergen.

– Pesticidavdelingen er viktig – de jobber med kjemisk identifisering av aktive stoffer, og ved hjelp av avanserte instrumenter analyserer de hvilke forbindelser som finnes i blandingene. Dette gir NIBIO nye muligheter.

Hun forklarer at hele prosessen er viktig for forståelsen av mikroalger.

– Når vi ser en effekt og tror noe kan fungere, kan vi begynne å registrere det. Veien frem er like viktig som selve produktet. Det er sjelden å finne noe virkelig nytt, men håpet er å verifisere noe unikt.

Men hun innrømmer at det også er et ønskemål å kunne få konkrete resultater.

– Et medikament som hindrer kreftutvikling eller kreftspredning ville vært fantastisk, selv om sannsynligheten er liten, avslutter Skomedal.