Ett designat botulinumtoxin med förbättrad medicinsk potential

Ett designat botulinumtoxin med förbättrad medicinsk potential
Botulinumneurotoxinet är ett vanligt läkemedel för behandling av en mängd neuromuskulära störningar såsom muskelspasmer, inkontinens och cerebral pares, samt andra sjukdomar som kronisk migrän och extrem svettning. En forskargrupp från Stockholms universitet har nu, i samarbete med Ipsen Bioinnovation och Harvard Medical School, fastställt de molekylära detaljerna för varför en variant av ett botulinumtoxin, som de har designat, har bättre receptorbindande egenskaper. Det konstruerade toxinet visar stor potential att kunna användas som läkemedel.

Struktur av det designade botulinumneurotoxinet bundet till sin mänskliga receptor.

Botulinumneurotoxiner verkar vid den neuromuskulära knutpunkten för att hämma överföringen av neurotransmittorer och skapa förlamning. En av de viktigaste egenskaperna hos toxinet är hur det specifikt känner igen neuroner. En forskargrupp från Institutionen för biokemi och biofysik vid Stockholms universitet, ledd av docent Pål Stenmark, studerar de molekylära mekanismer genom vilka dessa toxiner binder neuronala celler.

Pål Stenmark och hans forskargrupp har använt röntgenkristallografi för att bestämma de högupplösta strukturerna hos det konstruerade toxinet som är bundna till dess mänskliga receptorer. Deras tidigare strukturstudier var avgörande för att kunna skapa toxinet (Nature communications, 2017 Jul 3;8(1):53.). Integreringen av dessa resultat med den lovande prekliniska analysen visar att ökad receptorbindning förbättrar läkemedelspotentialen hos detta nya toxin. Studien har publicerats i tidskriften Science Advances.

– Att kunna se interaktionerna mellan toxinet och dess receptorer på atomär nivå hjälper oss verkligen i arbetet med att designa nya molekyler med förbättrade egenskaper. Vi hoppas att den här studien kommer att leda till fortsatt utveckling av effektiva biologiska läkemedel, säger Dr Geoffrey Masuyer vid Institutionen för biokemi och biofysik, Stockholms universitet som är en av studiens huvudförfattare.

– Vi är mycket glada över det här projektet. Det är ett bra exempel på hur akademi och läkemedelsföretag kan arbeta nära varandra för att vidareutveckla grundforskning och utveckla nya läkemedel, säger docent Pål Stenmark vid Stockholms universitet och Lunds universitet.

Stöd från SU Innovation
Affärsrådgivare från SU Innovation har stöttat forskarna från Stockholms universitet i projektet. Det har bland annat handlat om att se till forskarnas rättigheter i avtalet med läkemedelsföretaget och Harvard Medical School.

– SU Innovation har möjliggjort det här samarbetet med Ipsen Bioinnovation, vilket har varit väldigt värdefullt. Vi har fått konkret och viktig hjälp, framförallt inom området avtal och rättigheter vilket är svårt att navigera i utan juridiska kunskaper, säger docent Pål Stenmark vid Stockholms universitet och Lunds universitet.