Smittsamma virus vållar mycket lidande och kostar samhället många miljarder kronor varje år. Niklas Arnberg leder ett forskningsprojekt om två virusfamiljer som bland annat orsakar allvarliga ögoninfektioner, och som det inte finns något botemedel mot. Genom ökad förståelse för de tidiga stegen när celler infekteras av virus hoppas han få fram nya effektiva läkemedel.
Projektanslag 2013
Virus host cell interactions and development of attachment inhibitors
Huvudsökande:
Professor Niklas Arnberg
Medsökande:
Mikael Elofsson
Lärosäte:
Umeå universitet
Beviljat anslag:
23,8 miljoner kronor under fem år
Du känner dig krasslig och går till vårdcentralen. Där tar man en snabbsänka som visar att det nog är ett virus och inte en bakterie som är boven. Ofta är det då adenovirus eller picornavirus, som är vanligt förekommande virus, förklarar Niklas Arnberg, professor i klinisk mikrobiologi vid Umeå universitet. Det finns över 50 olika typer av adenovirus och mer än 100 sorters picornavirus, berättar han.
– Man dör inte av dessa virus men de orsakar mycket lidande. Det finns idag inga läkemedel som botar.
Niklas Arnbergs forskargrupp försöker identifiera och förstå de mekanismer som är involverade när adeno- och picornavirus binder till de celler i ögat som infekteras. De har även börjat titta på adenovirus som infekterar mage och tarm samt norovirus, som orsakar vinterkräksjuka.
– Bland annat hoppas vi få fram ett antiviralt medel för att bota en smittsam ögoninfektion orsakad av en grupp adenovirus, och vi har kommit en bra bit på väg.
Bota ögoninfektion
De specifika adenovirus Niklas Arnberg syftar på orsakar epidemisk keratokonjunktivit, EKC, en allvarlig ögoninfektion som drabbar upp till 15-20 miljoner människor varje år. EKC sprids via kontakt och är vanligast i tätbefolkade områden i Japan och Sydostasien.
För 15 år sedan, då han var doktorand, upptäckte Niklas Arnberg att dessa virus binder till en kolhydrat kallad sialinsyra, på utsidan av de värdceller som infekteras. Han var också med och startade ett företag för att utveckla ett nytt läkemedel, en slags bindningshämmare som innehåller sialinsyra, baserat på forskningsresultaten. Läkemedlet testas nu på människor i kliniska studier på S:t Eriks ögonsjukhus i Stockholm och på 7 ögonkliniker i Tyskland.
– Det är fantastiskt kul, men det har varit en lång resa. Om det fungerar så hoppas vi att det kan bromsa upp infektionen och göra så att man blir frisk snabbare och får mindre smittspridning.
Dyker djupare
Virusforskning är ett fält med en stor utvecklingspotential, konstaterar Niklas Arnberg. Umeå universitet har en lång erfarenhet av att arbeta med adenovirus, något som projektet nu bygger vidare på.
– Vi är starka på forskning om hur virus binder till celler. Anslaget från Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse betyder otroligt mycket så till vida att vi nu kan göra fler djupdykningar i olika forskningsområden och ta lite mer risker som vi kanske inte hade haft möjligheter att göra annars.
Tack vare anslaget från Stiftelsen har man bland annat kunnat uppdatera ett avancerat instrument med vars hjälp forskarna kan mäta hur starkt sialinsyra-innehållande föreningar binder till de virus man studerar. Tekniken kallas surface plasmon resonance, SPR, och är väldigt känslig.
Medsökande i projektet är Mikael Elofsson, professor i organisk kemi. Hans forskargrupp designar de kemiska föreningar som utvärderas med olika bindnings- och infektionsexperiment. Han var också med och tog fram de föreningar som nu är i klinisk prövning.
En central samarbetspartner är professor Thilo Stehle, röntgenkristallograf vid Tübingens universitet i Tyskland. Han strukturbestämmer viruspartiklarna ihop med sialinsyra.
– Utifrån den informationen kan vi sedan designa molekyler som binder ännu bättre till viruset, och hindrar virus från att binda till sialinsyra som finns på utsidan av ögonceller, säger Niklas Arnberg.
Lär av slemhinnor
Projektgruppen studerar också försvarsmekanismer i kroppens slemhinnor. I slemhinnorna finns lösliga proteiner, så kallade muciner, som innehåller bland annat sialinsyra. Dessa fungerar som en barriär som hindrar virus att få fäste på cellerna.
– De adeno- och picornavirus som infekterar ögonen infekterar sällan luftvägarna. En anledning kan vara att det finns effektiva mucininnehållande barriärer i luftvägarna som fångar upp virus, men vi har inte motsvarande barriär i tårvätskan. Det här vill vi lära oss mer om. Det kan ge oss information om hur vi ska designa nya antivirala medel.
Eftersom de adeno- och picornavirus som infekterar människor inte infekterar djur, är det svårt att utföra djurförsök. Forskningen i det här projektet sker enbart i odlade humana celler. Och ibland med tårvätska som forskarna samlar upp med hjälp av finhackad gul lök, berättar Niklas Arnberg medan han visar runt i labbet.
Antivirala medel, vacciner och cancervektorer, där virus skräddarsys för att infektera och döda enbart cancerceller. Det finns en rad viktiga områden där de forskningsresultat som Niklas Arnberg och hans kollegor får fram kan komma till nytta.
– I grund och botten vill vi ju förstå varför vissa virus infekterar vissa celler eller vävnadstyper. Det är den grundvetenskapliga frågeställningen, sedan finns det en massa spännande tillämpningsaspekter också i vårt arbete. Det är mycket inspirerande.
Text Susanne Rosén
Bild Magnus Bergström
