Nobelpriset i kemi 2022 går till forskarna bakom klickkemin och vidareutvecklingen bioortogonal kemi. Metoderna öppnar dörren till nya läkemedel. Fr v: Carolyn R. Bertozzi, Morten Meldal, K. Barry Sharpless.
Att bygga komplicerade molekyler är centralt i kemin. Det gäller inte minst inom läkemedelskemin, där man många gånger vill återskapa naturligt förekommande molekyler för att kunna tillverka dem i större skala för behandlingar.
Men många gånger är arbetet med molekylbyggen dyrt och tidskrävande. Kemisten Barry Sharpless – som redan 2001 mottog Nobelpriset i kemi för utvecklingen av katalytisk asymmetrisk syntes – myntade år 2000 begreppet klickkemi. Han hade funnit ett sätt att snabbt, effektivt och systematiskt kombinera molekyler som ”klickade i” varandra och bildade den önskade strukturen utan oönskade biprodukter.
Skapade reaktion för såväl DNA- som materialforskning
Efter det lyckades Sharpless och den danske kemisten Morten Meldal, oberoende av varandra, att med hjälp av den nya metoden skapa en mycket användbar kemisk reaktion som fick stor spridning. Den kallas kopparkatalyserad azid-alkyn cykloaddition och har använts bland annat vid läkemedelsutveckling, för kartläggning av DNA och inom materialforskning.
Enkelt uttryckt bygger reaktionen på att två molekyler som ska kopplas samman med varandra först kopplas till två andra molekyler, en till en alkyn, den andra till en azid. Alkyner och azider reagerar mycket effektivt med varandra om man tillsätter kopparjoner. På så vis fäster de samman de första två molekylerna på ett kontrollerat sätt.
Tog klickkemin in i levande organismer
Den tredje pristagaren, Carolyn Bertozzi, lyckades föra in klickkemin i levande organismer. Hon döpte detta till bioortogonala reaktioner. Reaktionerna stör inte cellernas normala processer, och öppnar därför helt nya möjligheter både till att studera levande processer och sjukdomsutveckling, och för att utforma läkemedelsbehandlingar. Bertozzi själv använde inledningsvis metoden för att kartlägga en typ av molekyler på cellers yta, men reaktionen används nu i en mängd försök i laboratorier över hela världen.
En överraskad och överväldigad Carolyn Bertozzi var med på telefon under presskonferensen där pristagarna offentliggjordes.
– Jag tror att tillämpning inom bioteknik, inom läkemedelsindustrin och nya sätt att behandla och diagnosticera sjukdomar är områden som kommer att påverkas mycket av klickkemi, vilket de redan har, säger hon.
Utvecklad klickkemi testas i cancerstudie
Hittills har bioortogonal kemi bland annat använts för att sätta markörer på biomolekyler så att de ska bli synliga för olika typer av bildtekniker, och för att tillverka och förbättra målriktade antikroppsbaserade terapier.
För två år sedan prövades klickkemi för första gången inne i kroppen på patienter, när ett amerikanskt bioteknikföretag inledde patientstudier av ett cancerläkemedel som genom en klickreaktion skulle aktiveras i direkt anslutning till tumören. Målet är att skona andra celler i kroppen, vilket minskar biverkningarna, men också att öka koncentrationen av läkemedlet i cancercellerna för att förstärka effekten av behandlingen.