Botulinumtoxin, ett Dödligt Gift som också kan Bota
- Diarienummer
- ICA08-0001
- Start- och slutdatum
- 090910-131231
- Beviljat belopp
- 3 000 000 kr
- Förvaltande organisation
- Stockholm University
- Forskningsområde
- Livsvetenskaperna
Summary
Botulinumtoxin är de giftigaste substanser som vi känner till. Trots att toxinet kan vara dödligt används det i mycket stor utsträckning för att behandla många sjukdomstillstånd. Jag kommer att etablera en forskargrupp vid Center for Biomembrane Research. Vi kommer där att studera toxinets interaktioner med dess receptorer som normalt finns på ytan av neuroner. Många av receptorerna är membranproteiner och vi kommer att studera deras interaktioner med olika Botulinumtoxin subtyper. Vi kommer att använda röntgenkristallografi och ett flertal andra metoder. Våra upptäckter kommer att hjälpa oss att designa toxinvarianter med unik receptoraffinitet och -specificitet, de nya toxinvarianterna kommer att kunna förbättra existerande och skapa nya medicinska applikationer. Studierna av neurotoxinen och relaterade gener har stor potential för identifiering av ny funktionalitet och nya applikationer, både medicinska och bioteknologiska. Våra resultat kommer att vara av brett vetenskapligt intresse och besvara många viktiga frågor. Bindningen till och passagen igenom det neuronala membranet är nödvändiga steg för toxinens funktion, vi kommer att lära oss mycket om dessa viktiga processer. Vi kommer också att bidra till utvecklingen av motgift och vaccin mot toxinet. Våra upptäckter kommer att vara högst relevanta både för akademi och industri. Vi kommer att göra viktiga vetenskapliga upptäckter och utveckla nya toxinvarianter med målet att kommersialisera våra upptäckter.
Populärvetenskaplig beskrivning
Botulinumtoxinet är den giftigaste substans som vi känner till, det är en million gånger farligare än giftet från en kobra. Trots sin giftighet har toxinet i mycket låga koncentrationer många viktiga medicinska användningsområden. Milliontals människor injicerar toxinet varje år både för medicinska och kosmetiska ändamål. Ett av många användningsområden är injektioner i specifika muskler på spastiska patienter, dessa injektioner kan avsevärt förbättra funktionalitet och levnadsstandard. Giftet används av många för att släta ut rynkor och säljs under namnet Botox. Det finns därtill en överhängande risk för att toxinet kan användas vid en terroristattack, därför är det viktigt att känna till hur giftet fungerar och att utveckla motgift och vaccin. Toxinet är en proteinmolekyl som produceras av bakterien Clostridium botulinum. Toxinet fungerar genom att bryta förbindelsen mellan nerverna och musklerna vilket leder till en förlamning av inblandade muskler. Man kan slå ut specifika muskler genom injektioner av små mängder gift, detta används för medicinska ändamål. Vi vill studera hur giftet binder särskilda mottagarmolekyler, receptorer, på ytan av nerverna. Det finns flera olika varianter av Botulinumtoxinet. De flesta binder till långa sockermolekyler på ytan av cellerna och samtidigt till ett protein som sitter förankrat i cellernas yta. Olika typer av toxinet binder till olika proteiner. För att studera bindningen mellan giftet och mottagarmolekylerna kommer vi att använda oss av röntgenkristallografi, en metod som ger en detaljerad bild av molekylerna och deras interaktioner. Med hjälp av andra metoder kommer vi också studera hur starkt toxinet och dess receptorer binder till varandra. Informationen som vi får fram kommer vi att använda för att kombinera receptorbindningsegenskaper från flera olika typer av toxin. Vi vill också designa ett toxin som kan binda till helt nya målmolekyler. Att förändra toxinets bindningsegenskaper är ett mycket attraktivt sätt för att förändra vilka sjukdomstillstånd som kan behandlas. Studier av neurotoxinet och dess relaterade gener har stor potential till upptäckter och utveckling av nya produkter som kan lägga grunden för ett forskningsföretag. Vi har kontakt med forskningsavdelningen vid det företag som tillverkar Botox samt med en av huvudtillverkarna för motgift och vaccin, vilket kommer att vara till stor nytta vid överförandet av våra forskningsresultat till praktiska tillämpningar.